C strtold 函数

最后修改：2025 年 4 月 8 日

将字符串转换为数字是 C 编程中的一项常见任务，而 strtold 是将字符串转换为长双精度浮点数值的首选函数。本教程将深入探讨 strtold，包括其语法、用法和错误处理。我们将探讨实际示例，并讨论它为何比 atof 等替代方法更安全。理解 strtold 有助于创建能够正确处理数字输入的健壮程序。

什么是 strtold？

strtold 函数将字符串转换为长双精度浮点值。它在 stdlib.h 中声明，并提供健壮的错误处理。与 atof 不同，strtold 可以检测转换错误并支持不同的数字基数。它接受三个参数：要转换的字符串、一个用于存储结束位置的指针，以及可选的数字基数。在可靠的字符串到数字转换方面，请始终优先使用 strtold 而不是 atof。

基本的 strtold 用法

此示例演示了使用 strtold 进行基本的字符串到长双精度浮点数转换。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    const char *str = "3.14159265358979323846";
    char *endptr;
    long double value = strtold(str, &endptr);

    if (str == endptr) {
        printf("No conversion performed\n");
    } else {
        printf("Converted value: %.20Lf\n", value);
    }

    return 0;
}

在这里，strtold 将 pi 的字符串表示形式转换为长双精度浮点数。endptr 通过将其与原始字符串指针进行比较来帮助检测是否发生了转换。%.20Lf 的精度显示了长双精度浮点数的扩展精度。请务必检查 endptr 以验证转换是否成功。

使用 strtold 进行错误处理

此示例展示了使用 strtold 时的正确错误处理。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

int main() {
    const char *str = "invalid123.45";
    char *endptr;
    errno = 0;
    long double value = strtold(str, &endptr);

    if (str == endptr) {
        printf("No digits were found\n");
    } else if (errno == ERANGE) {
        printf("Value out of range\n");
    } else {
        printf("Converted value: %Lf\n", value);
        printf("Remaining string: %s\n", endptr);
    }

    return 0;
}

此代码演示了使用 strtold 进行全面的错误检查。我们检查 errno 以了解范围错误，并检查 endptr 以了解转换成功。该示例故意使用了无效字符串来显示错误检测。处理用户输入或外部数据时，正确的错误处理至关重要。

十六进制浮点数转换

strtold 支持十六进制浮点表示法，如下所示。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    const char *str = "0x1.8p1";  // 1.5 * 2^1 = 3.0
    char *endptr;
    long double value = strtold(str, &endptr);

    if (*endptr != '\0') {
        printf("Extra characters after number: %s\n", endptr);
    } else {
        printf("Hex float value: %Lf\n", value);
    }

    return 0;
}

此示例将十六进制浮点字符串转换为长双精度浮点数。格式 0x1.8p1 表示 1.5 (1 + 8/16) 乘以 2^1。十六进制浮点数在底层编程和精确指定值时很有用。endptr 检查可验证整个字符串是否已被解析。

本地化感知转换

此示例演示了使用 strtold 进行本地化感知数字转换。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>

int main() {
    setlocale(LC_NUMERIC, "de_DE.UTF-8");
    const char *str = "1.234,56";  // German decimal format
    char *endptr;
    long double value = strtold(str, &endptr);

    if (*endptr != '\0') {
        printf("Conversion stopped at: %s\n", endptr);
    } else {
        printf("Locale-aware value: %'Lf\n", value);
    }

    return 0;
}

在此，strtold 尝试解析本地化特定的数字格式。请注意，标准的 strtold 通常期望句点作为小数点。为了获得完整的本地化支持，请考虑使用 strtod_l 或手动预处理。该示例显示了理解输入数字格式的重要性。

科学计数法转换

此示例展示了 strtold 如何处理科学计数法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

int main() {
    const char *str = "-6.02214076e23";
    char *endptr;
    errno = 0;
    long double value = strtold(str, &endptr);

    if (errno == ERANGE) {
        printf("Value out of range\n");
    } else if (*endptr != '\0') {
        printf("Extra characters: %s\n", endptr);
    } else {
        printf("Avogadro's number: %Le\n", value);
    }

    return 0;
}

该代码将阿伏伽德罗常数从科学计数法转换为长双精度浮点数。%Le 格式说明符以科学计数法显示结果。strtold 正确处理符号、尾数和指数部分。对于较大的指数，使用 errno 进行范围检查尤其重要。

使用 strtold 的最佳实践

• 始终检查 endptr： 验证转换在输入字符串中的停止位置。
• 检查 errno 以了解范围错误： 在调用 strtold 之前将 errno 设置为 0。
• 优先使用 strtold 而不是 atof： atof 不提供错误检测功能。
• 处理本地化注意事项： 注意小数点约定。
• 验证整个输入： 检查 endptr 是否指向预期的位置。

来源

C strtold 文档

本教程从基本用法到高级注意事项，全面介绍了 strtold 函数。在 C 程序中，正确的字符串到数字转换对于健壮的输入处理和数据处理至关重要。

作者

我的名字是 Jan Bodnar，我是一名敬业的程序员，对编码充满热情。自 2007 年以来，我通过 1,400 多篇文章和 8 本电子书分享我的专业知识。凭借十多年的教学经验，我致力于让编程变得平易近人且引人入胜。

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