C程序中的Bizzare行为：：Kernighan & Ritchie练习2-3

Question

全。

我编写了一个程序，作为Kernighan &Ritchie练习2-3的解决方案，它在测试过程中的行为(IMHO)非常不直观。

问题规范要求编写一个程序，将十六进制值转换为它们的十进制等价物。我编写的代码对于较小的十六进制值很好，但是对于更大的十六进制值，事情会变得有点.很奇怪。例如，如果输入0x1234，则另一端会弹出十进制值4660，这恰好是正确的输出(代码也适用于字母，即0x1FC -> 508)。另一方面，如果我要输入一个很大的十六进制值，例如，作为一个具体的例子，0x123456789ABCDEF，，我应该得到81985529216486895，，但是我得到的是81985529216486896 (以一位数表示！)。

转换中的错误是不一致的，有时十进制值太高，而其他时间太低。通常，更大的十六进制值会导致十进制输出中更多不正确的位置值。

以下是我的整个计划：

/*Kernighan & Ritchie's Exercise 2-3

Write a function 'htoi' which converts a string of hexadecimal digits (including an 
optional 0x or 0X) into its equivalent integer value.
*/
#include <stdio.h>

#define MAXLINE 1000 //defines maximum size of a hex input

//FUNCTION DEFINITIONS
signed int htoi(char c); //converts a single hex digit to its decimal value

//BEGIN PROGRAM////////////////////////////////////////////////////////////
main()
{
   int i = 0; //counts the length of 'hex' at input
   char c; //character buffer
   char hex[MAXLINE]; //string from input
   int len = 0; //the final value of 'i'
   signed int val; //the decimal value of a character stored in 'hex'
   double n = 0; //the decimal value of 'hex'

   while((c = getchar()) != '\n') //store a string of characters in 'hex'
   {
      hex[i] = c;
      ++i;
   }
   len = i;
   hex[i] = '\0'; //turn 'hex' into a string

   if((hex[0] == '0') && ((hex[1] == 'x') || (hex[1] == 'X'))) //ignore leading '0x'
   {
      for(i = 2; i < len; ++i)
      {
        val = htoi(hex[i]); //call 'htoi'
        if(val == -1 ) //test for a non-hex character
        {
            break;
        }
        n = 16.0 * n + (double)val; //calculate decimal value of hex from hex[0]->hex[i]
      }
   }
   else
   {
      for(i = 0; i < len; ++i)
      {
          val = htoi(hex[i]); //call 'htoi'
          if(val == -1) //test for non-hex character
          {
             break;
          }
          n = 16.0 * n + (double)val; //calc decimal value of hex for hex[0]->hex[i]
      }
   }

 if(val == -1)
 {
    printf("\nSTRING FROM INPUT WAS NOT A HEX VALUE\n");
 }
 else
 {
    printf("\n%s converts to %.0f\n", hex, n);
 }

 return 0;
 }

 //FUNCTION DEFINITIONS OUTSIDE OF MAIN()///////////////////////////////////
 signed int htoi(char c)
 {
   signed int val = -1;

   if(c >= '0' && c <= '9')
     val = c - '0';

   else if(c == 'a' || c == 'A')
     val = 10;

   else if(c == 'b' || c == 'B')
     val = 11;

   else if(c == 'c' || c == 'C')
     val = 12;

   else if(c == 'd' || c == 'D')
     val = 13;

   else if(c == 'e' || c == 'E')
     val = 14;

   else if(c == 'f' || c == 'F')
     val = 15;

   else 
   {
     ;//'c' was a non-hex character, do nothing and return -1
   }

   return val;
 }

巴斯丁：http://pastebin.com/LJFfwSN5

对这里发生了什么有什么想法吗？

Answer 1

您可能超过了double存储整数的精度。

我的建议是修改代码以使用unsigned long long作为结果；并在这里添加一个溢出检查，例如：

unsigned long long n = 0; 
// ...

if ( n * 16 + val < n )  
{
    fprintf(stderr, "Number too big.\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

n = n * 16 + val;

我的“小于”检查有效，因为当无符号整数类型溢出时，它们会被包装为零。

如果您想要添加比unsigned long long更高的精度，那么您必须使用更高级的技术(可能超出Ch的范围)。但一旦你读完了这本书，你还可以再读一遍)。

注意：如果您接受我对exit的建议，您还需要使用exit；并且不要忘记在最后的printf中将%.0f更改为%llu。另外，获取输入( K&R涵盖的输入)的一种更安全的方法是：

int c;
while((c = getchar()) != '\n' && c != EOF)

当我第一次在ideone上运行代码时，我得到了分段错误，因为我没有在stdin的末尾放一个换行符，所以这个循环一直将EOF插入到hex中，直到缓冲区溢出。

Answer 2

这是浮点不准确的典型例子。

与大多数浮点误差的例子不同，这显然不是关于非二进制分数或非常小的数字；在这种情况下，浮点表示是近似于非常大的数字，随着精度的降低，你走得越高。这个原则和写"1.6e10“来表示”大约16000000000“(我想我就在那里数零了)是一样的，而实际数字可能是16000000001。

实际上，由于浮点变量的宽度只有一部分可以用来表示整个数字，所以比相同大小的整数的精度更快。