实现自己的 itoa()

在 C 语言中，itoa() 函数用于将整数转换为字符串。它的功能类似于 sprintf() 函数中的 "%d" 转换说明符，但与其不同的是，itoa() 函数将结果字符串直接存储在传入的字符数组中，而不是返回一个新的字符串。

本文将介绍如何在 C 语言中实现自己的 itoa() 函数。

函数原型

先来看一下 itoa() 函数的原型：

char* itoa(int value, char* str, int base);

它接受三个参数：

• value：要转换为字符串的整数。
• str：存储转换结果的字符数组。
• base：进制数，可以是 2~36。

函数返回值是一个指向字符数组 str 的指针，其中存储了转换后的字符串。

实现思路

在实现自己的 itoa() 函数之前，我们需要了解一下转换整数为字符串的基本思路：

1. 先将整数转换为绝对值，方便后续操作。
2. 不断将整数模上进制数（即 base）得到余数，将余数加上字符 '0' 得到字符。
3. 将得到的字符添加到结果字符串的开头，同时将整数除以进制数。
4. 如果整数变成了 0，转换结束；否则，重复步骤 2 和 3 直到整数变成 0。

当然，如果我们要转换的整数是负数，我们需要在结果字符串的开头加上负号 "-"。

代码实现

了解了转换思路之后，我们就可以开始实现自己的 itoa() 函数了。下面是一个简单的代码实现：

#include <stdio.h>

char* itoa(int value, char* str, int base) {
  // 处理负数
  if (value < 0) {
    *(str++) = '-';
    value = -value;
  }
  // 转换整数为字符串
  char* p = str;
  do {
    *(p++) = (char)('0' + (value % base));
    value /= base;
  } while (value > 0);
  // 反转字符串
  for (char* q = str; q < p - 1; ++q, --p) {
    char tmp = *q;
    *q = *(p - 1);
    *(p - 1) = tmp;
  }
  // 添加结束符号
  *p = '\0';
  return str;
}

int main() {
  char buffer[32];
  printf("dec=%s\n", itoa(123, buffer, 10));
  printf("hex=%s\n", itoa(0xABCD, buffer, 16));
  printf("bin=%s\n", itoa(0b10101010, buffer, 2));
  printf("oct=%s\n", itoa(01234567, buffer, 8));
  printf("neg=%s\n", itoa(-123, buffer, 10));
  return 0;
}

代码中，我们首先处理了负数情况，然后在 do...while 循环中不断将整数转换为字符，并加到结果字符串的开头。最后，我们使用双指针（一个指向字符串开头，另一个指向字符串结尾）将字符串反转过来，以便正确表示整数。完整代码可以在我的 GitHub 仓库 中找到。

总结

通过手写 itoa() 函数的实现，我们更深入地理解了整数转换为字符串的基本思路。在实际项目中，我们可以根据自己的需求对其进行优化和扩展，例如：

• 支持更高进制的转换；
• 支持对浮点数进行转换；
• 优化算法以提高效率。

不同的项目和场景可能需要不同的优化和扩展，因此建议在实践中继续学习相关知识和经验。