C程序设计语言习题2-3答案详解

C语言经典练习：十六进制字符串转整数问题

先来看一个经典的C语言练习题：编写一个函数htoi(s)，将包含十六进制数字的字符串（允许带有可选的0x或0X前缀）转换为对应的十进制整数值。字符串中可能出现的合法字符包括0-9、A-F和a-f。看似简单，但实际处理时涉及前缀识别、字符有效性验证以及位权计算等细节，值得深入推敲。

分步拆解程序功能模块

整个程序可以拆分为几个独立的功能模块：

• 主函数main负责获取用户输入，并循环调用转换函数完成多次转换；
• 输入函数get_line（注意命名规范，因为标准库stdio.h中已存在getline，此处不能直接使用）用于读取一行输入字符串；
• 核心函数htoi是整个程序的关键，负责将十六进制字符串转化为十进制整数。

完整代码实现与算法解析

下面给出完整的实现代码，并附上必要的注释帮助理解。算法逻辑非常直观：例如输入0x32，结果等于 3 × 16¹ + 2 × 16⁰，只需从字符串尾部往前逐位计算即可。

#include
#define LINE 1000        // 每行接收的最大字符数
#define DEC 10           // 数字10
#define HEX 16           // 数字16

int get_line(char s[]);
int htoi(char s[]);

int main() {
    char line[LINE];
    int len;
    int dec;
    while ((len = get_line(line)) > 0) {
        printf("Hex is: %s\n", line);
        dec = htoi(line);
        printf("Dec is: %d\n", dec);
    }
    return 0;
}

// 接收每次输入的字符，并返回长度
int get_line(char s[]) {
    int i;
    char c;
    for (i = 0; i < LINE - 1 && (c = getchar()) != EOF && c != '\n'; i++) {
        s[i] = c;
    }
    s[i] = '\0';
    return i;
}

/*
 * 十六进制字符串转为十进制整数
 * 算法描述：例如输入字符串 "0x32"，那么 result = 3 * 16^1 + 2 * 16^0
 */
int htoi(char s[]) {
    int dec, len, i, n, j, ji, k;
    len = 0;
    dec = 0;
    while (s[len] != '\0') {
        len++;    // 获取字符串长度
    }

    j = 0;
    for (i = len - 1; i >= 2; i--) {   // 从最后一位往前，跳过前两个字符（"0x"）
        // 处理不同字符
        if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
            n = s[i] - '0';
        } else if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'f') {
            n = s[i] - 'a' + DEC;
        } else if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'F') {
            n = s[i] - 'A' + DEC;
        }

        ji = 1;
        if (j == 0) {
            ji = 1;
        } else {
            k = j;
            while (k > 0) {
                ji = ji * HEX;
                k--;
            }
        }
        j++;
        dec = dec + ji * n;
    }
    return dec;
}

代码中htoi函数从字符串尾部开始逐位计算，变量j记录当前位数（0表示个位，1表示十六位，以此类推），每次循环更新位权ji并累加结果。需要特别注意的是，循环从下标len-1开始，直到下标2结束，目的是跳过开头的0x或0X两个字符。这种实现思路清晰可靠，非常适合初学者理解十六进制转十进制的底层原理和位权计算方法。