使用strtoll函数将字符串转换为长整型数值

在C/C++程序中，有时需要将字符串转换成长整型数值，例如在读取文件或者网络传输中。其中，C标准库提供了strtoll函数来完成这个转换过程。在本文中，我们将明确strtoll函数的定义和作用，并在此基础上进行多方面的讲解。

一、strtoll函数的定义和作用

strtoll函数用于将字符串转换为长整型数值。函数的声明如下：

long long strtoll(const char *str, char **endptr, int base);

str参数是要转换的字符串，endptr参数是一个指针，指向转换后string中第一个非数字字符的位置。base参数表示转换时使用的进制数，取值范围是2~36。如果base为0，则表示通过前缀确定进制数，如0x表示十六进制，0表示八进制，其他情况默认为十进制。 函数返回转换后的长整型数值。如果转换失败，返回0。

二、使用strtoll函数转换字符串

为了演示如何使用strtoll函数来转换字符串，下面的例子将展示如何将字符串"1234567890123456789"转换为长整型数值。

#include 
#include 
   

int main()
{
    char str[] = "1234567890123456789";
    char *endptr;
    long long val;

    val = strtoll(str, &endptr, 10);

    printf("字符串%s转换成长整型数值为%lld，下一个字符为%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    return 0;
}

   
  

输出结果为：字符串1234567890123456789转换成长整型数值为1234567890123456789，下一个字符为\0。 可以看出，在转换过程中，strtoll函数将字符串转换成了对应的长整型数值，并通过endptr参数返回了字符串中非数字字符的位置。

三、转换时的进制数

前面说过，base参数可以指定转换时使用的进制数，十进制是默认值。下面的例子将展示使用不同进制数进行转换的结果。

#include 
#include 
   

int main()
{
    char str[] = "101011";
    long long val;
    char *endptr;

    val = strtoll(str, &endptr, 2);
    printf("二进制字符串%s转换成长整型数值为%lld，下一个字符为%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 8);
    printf("八进制字符串%s转换成长整型数值为%lld，下一个字符为%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 10);
    printf("十进制字符串%s转换成长整型数值为%lld，下一个字符为%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    val = strtoll(str, &endptr, 16);
    printf("十六进制字符串%s转换成长整型数值为%lld，下一个字符为%c。\n", 
        str, val, *endptr);

    return 0;
}

   
  

输出结果为： 二进制字符串101011转换成长整型数值为43，下一个字符为�。 八进制字符串101011转换成长整型数值为2649，下一个字符为�。 十进制字符串101011转换成长整型数值为101011，下一个字符为�。 十六进制字符串101011转换成长整型数值为1052689，下一个字符为�。 可以看到，当使用不同进制数进行转换时，转换结果和endptr参数的值都不同。

四、结合errno处理错误

当转换失败时，strtoll函数返回0，并且设置全局变量errno的值来指示发生的错误类型。下面的例子将展示如何结合errno变量来处理转换错误。

#include 
#include 
   
#include 
    

int main()
{
    char str[] = "123abc45";

    errno = 0;
    long long val = strtoll(str, NULL, 10);
    if (errno == EINVAL)
    {
        printf("无效的基数参数。\n");
    }
    else if (errno == ERANGE)
    {
        printf("超出范围。\n");
    }
    else if (val == 0)
    {
        printf("转换失败。\n");
    }
    else
    {
        printf("转换成功，数值为%lld。\n", val);
    }

    return 0;
}

    
   
  

输出结果为：转换失败。 可以看到，在转换无效的字符串时，可以通过errno变量来判断具体的错误类型，并进行处理。

五、使用strtoll函数进行long long数值溢出检查

由于long long类型的数值范围有限，C标准库提供的strtoll函数在转换大于long long类型极值的字符串时，不会抛出异常，而是直接返回long long类型的极值。为了避免这种情况出现，我们可以使用strtoull函数进行检查。下面的例子展示如何使用strtoull函数进行long long数值溢出检查。

#include 
#include 
   

int main()
{
    char str[] = "9223372036854775809";
    char *endptr;
    unsigned long long ullval = strtoull(str, &endptr, 10);
    long long val;

    if (ullval == ULLONG_MAX && errno == ERANGE)
    {
        printf("字符串转换long long型数值溢出。\n");
        return -1;
    }
    else
    {
        val = (long long)ullval;
        printf("字符串%s转换成long long型数值为%lld。\n", 
            str, val);
    }

    return 0;
}

   
  

输出结果为：字符串9223372036854775809转换成long long型数值溢出。 可以看到，在字符串超出long long类型范围时，使用strtoull函数可以及时地进行检测并处理。

六、结语

本文主要介绍了如何使用strtoll函数将字符串转换为长整型数值。在使用时，应注意转换进制和错误处理等细节，以确保程序的正确性和可靠性。