CRT字符串函数代码赏析

      最近去了几家公司面试，面试之前各家公司都拿出了一套笔试题出来做。这几家公司的笔试题在C/C++部分都有一个特点是：题目中有大量对字符串相关函数的考查：如一家公司要求写出strcpy函数，一家要求写出itoa函数等。究其原因，我认为通过字符串函数能很好的考查面试者对C++的内存管理机制的理解以及面试者对指针操作的熟悉程度。内存管理和指针操作又是使用C++编写程序的基础，如果C/C++程序员在这两方面没有深刻的认识，其编写出来的程序自然很容易在运行时发生错误。

      C++字符串库函数中的某些函数比较简单，比如strcpy函数或者itoa函数等，一个学习C++语言的初学者只要看了数组和指针这两章，应该就能比较顺利的写出这类简单的字符串库函数。但通过看面试者写出来的这些函数的源代码，就能看出面试者还是不是一个C++语言的菜鸟。下面我就以strcpy函数为例，来看一看初学者和老手写的代码的差距。

      首先我们来看一个新手常常写出的strcpy函数

      void strcpy(char *pSrc, char *pDest){ int iLength = strlen(pSrc); for(int i = 0; i <= iLength; ++i) { pSrc[i] = pDest[i]; }} 

      该函数虽然能够很好的完成预定的功能，程序也足够的简单。但是这样的程序是肯定不能获得招聘者青睐的。因为程序遍历了pDest两次，这在效率上也确实是太浪费了。我们完全可以通过'/0'结束符来判断是否读到了pDest的结尾。修改后的strcpy函数版本如下所示。

      void strcpy(char *pSrc, char *pDst){ int i; for(i = 0; pDst[i] != '/0'; ++i) { pSrc[i] = pDst[i]; } pSrc[i] = '/0';} 

       该函数虽然也算比较漂亮，但是我认为使用指针的话更能体现出面试着对C++语言指针部分的理解，所以让我们试着把它改成使用指针的形式。

       void strcpy(char *pDst, char *pSrc){ char *p = pDst; while('/0' != *pSrc) { *pDst = *pSrc; ++pSrc; ++pDst; } *pDst = '/0'; pDst = p;} 

       该函数的版本不够简洁，让我们试着把它改得简单一点。

       void strcpy(char *pDst, char *pSrc){ char *p = pDst; while('/0' != *pSrc) { *pDst++ = *pSrc++; } *pDst = '/0'; pDst = p;} 

       最后让我们把它改的更加的简单一点，这也是CRT库的源代码。

       void strcpy(char *pDst, char *pSrc){ char *p = pDst; while(*pDst++ = *pSrc++); pDst = p;} 

       如果是面试题的话，我更加倾向于大家在函数开始的地方加上断言，因为有些公司就是要通过这个检查了地址是否有效。

       void strcpy(char *pDst, char *pSrc){ ASSERT(pDst && pSrc); char *p = pDst; while(*pDst++ = *pSrc++); pDst = p;} 

       最后我还想为大家贴上一个stroustrup使用C++写的itoa函数，我认为该程序不但写的高效简洁，而且程序在错误处理方面想的比较周到，其中对异常的使用方法很值得大家学习。

       include <limits>#include <stdexcept>#include <string>#include <stdio.h>#if 0using std::domain_error;using std::range_error;using std::string;#endifnamespace { inline int digit(char c, int base) { int value; switch (c) { case '0': value = 0; break; case '1': value = 1; break; case '2': value = 2; break; case '3': value = 3; break; case '4': value = 4; break; case '5': value = 5; break; case '6': value = 6; break; case '7': value = 7; break; case '8': value = 8; break; case '9': value = 9; break; case 'a': case 'A': value = 10; break; case 'b': case 'B': value = 11; break; case 'c': case 'C': value = 12; break; case 'd': case 'D': value = 13; break; case 'e': case 'E': value = 14; break; case 'f': case 'F': value = 15; break; default: throw domain_error(string("invalid digit")); } if (value>=base) throw domain_error(string("invalid digit")); return value; } inline char next_char(char const *&p) { if (*p!='//') // / is special; hence '//' return *p++; else { // 3 octal digits: int char_value = digit(p[1], 8)*64 +digit(p[2], 8)*8 +digit(p[3], 8); if (char_value>std::numeric_limits<char>::max() or char_value<std::numeric_limits<char>::min()) throw domain_error(string("not a char")); p += 4; // backslash and 3 octal digits return char_value; } } void load_first_digit(char const *&s, int &value, bool &is_negative, int &base) { char c1 = next_char(s); is_negative = c1=='-'; if (c1=='-' || c1=='+') c1 = next_char(s); if (c1=='/0') { // "", "-" and "+" are illegal throw domain_error(string("invalid input")); } else if (c1!='0') { base = 10; } else { char const *p = s; char c2 = next_char(p); if (c2=='x' || c2=='X') { // "0x..."? base = 16; s = p; c1 = next_char(s); } else { // c2!='x' and c2!='X' base = 8; // I.e., even "0" is treated as octal } } value = digit(c1, base); }} // End unnamed namespace (helper functions)int atoi(char const *s) { int value, base; bool is_negative; load_first_digit(s, value, is_negative, base); while (char c = next_char(s)) { if (value>std::numeric_limits<int>::max()/base) throw range_error(string("out-of-range")); value *= base; int d = digit(c, base); if (value>std::numeric_limits<int>::max()-d) throw range_error(string("out-of-range")); value += d; } return is_negative? -value: value;}int main() { printf("atoi(/"123/") = %d/n", atoi("123")); printf("atoi(/"0123/") = %d/n", atoi("0123")); printf("atoi(/"0x123/") = %d/n", atoi("0x123"));}