c - 如何从标准输入获取整数？快速地。可以用准确性换取性能

Question

我正在尝试想出一个快速而简单的

"Get a string from stdin and convert to an integer. If you can't, just pretend we got zero".

这是一个Linux嵌入式系统，CPU和内存都很宝贵。性能很重要，准确性并不那么重要。这应该能够每秒进行多次摄取。我最终会将它变成一个守护进程，并将最新的 1024 个值存储在一个数组中。

这是我使用 atoi 的看法:

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

int main (int argc, char *argv[] ) {
  char *c = argv[1];
  unsigned int i = 1; /* on atoi() failure, i = 0 */

  if (i = atoi(c)) {
      puts ("atoi() success");
  }
  else {
      puts ("atoi() FAILED");
  }

  printf("argv[1] = %s\n", argv[1]);
  printf("      i = %d\n", i);
}

一些测试运行/模糊测试:

# ./test_atoi 3
atoi() success
argv[1] = 3
      i = 3

# ./test_atoi 99999999999999999999
atoi() success
argv[1] = 99999999999999999999
      i = 2147483647

# ./test_atoi 3.14159
atoi() success
argv[1] = 3.14159
      i = 3

# ./test_atoi $(echo -ne "\u2605")
atoi() FAILED
argv[1] = ★
      i = 0

这失败了:

# ./test_atoi $(echo -e "\0")
Segmentation fault

然后我将添加对 NUL 的检查:

if (argv[1] == '\0') {
    i = 0;
}

这够了吗？我刚刚(糟糕地)重新实现了 strtol 吗？我应该继续使用 strtol 吗？如果是的话，我应该检查什么，strtol 还没有检查吗？

我真正关心的是不会因为错误的输入而死亡。我可以愉快地忍受转换中偶尔出现的垃圾。

编辑:int i = 1只是因为我想看看atoi()是否使它为0。

贫民窟随时间的剖析

编辑:我已经删除了 print 语句，并将从 stdin 的读取包装到 for 循环中的 atoi/strtol 中。

# time seq 0 999888 | ./test_atoi
real    0m5.245s
user    0m5.870s
sys     0m0.030s

# time seq 0 999888 | ./test_atoi
real    0m5.230s
user    0m5.960s
sys     0m0.050s

# time seq 0 999888 | ./test_atoi
real    0m5.395s
user    0m5.920s
sys     0m0.080s

# time seq 0 999888 | ./test_strtol    
real    0m5.332s
user    0m5.860s
sys     0m0.030s

# time seq 0 999888 | ./test_strtol
real    0m5.023s
user    0m5.790s
sys     0m0.060s

# time seq 0 999888 | ./test_strtol
real    0m5.286s
user    0m5.970s
sys     0m0.010s

好吧，这太疯狂了。我应该利用我和你的时间做一些更有成效的事情!

Answer 1

This is a Linux embedded system, CPU and memory are at a premium.

是的。呃，不。如果您运行的是普通 Linux，您的内核将在数千个地方使用 atoi 和相反的情况。您的单个数字解析器几乎不会产生任何影响，除非您打算每秒调用它数千次...

Should i just go ahead and use strtol?

出于上述原因:是的。

If yes, anything i should be checking for, that strtol isn't already?

您应该检查strtol的返回值。我真的不同意你的“不需要精确”的做法。像这样的事情要么做得正确，要么做得灾难性的错误。

编辑你说:

don't need precision = i only care about values 0 - 100

这意味着a)您只需要atoi，而不是atol/strtol；在那里，CPU 周期被节省了。接下来，您是否确实需要将看起来像 13.288 的字符串转换为整数，或者您是否可以假设所有字符串的长度都是 1 到 3 个字符？在这种情况下，对于原始性能，也许

inline unsigned char char2digit(const char *c) {
    unsigned char v = *c - '0';
    return (v<1 || v>9)? 0 : v;
}
inline signed char characters2number(const char *string)
{
    size_t len = strnlen(string,4);
    if(len < 1 || len > 3)
        return -1;
    signed char val = 0;
    signed char power_of_ten = 1;
    for(unsigned char idx = 1; idx <= len; ++idx)
    {
        signed char val += power_of_ten * char2digit(string + len - idx)
        power_of_ten *= 10;
    }
    return val;
}

我的意思是，如果你在 toastr 上。否则，atoi 会为您提供支持。您可能仍想检查 strnlen。