C 語言判斷字串是否為數字：支援整數、十六進制與浮點數的完整實現

編輯：關於C語言

問題背景

看似簡單的「判斷字串是否為數字」，實則需處理正負號、前導零、十六進制前綴、小數點、科學計數法等細節。標準庫 strtod/strtol 雖可用，但行為寬鬆（如允許尾部垃圾字元），往往不符合嚴格驗證需求。

自定義解析器設計

採用狀態機思路，單次掃描，O(N) 時間，O(1) 空間。定義巨集簡化字元分類：

#define IS_BLANK(c)  ((c)==' ' || (c)=='\t')
#define IS_DIGIT(c)  ((c)>='0' && (c)<='9')
#define IS_ALPHA(c)  (((c)>='a'&&(c)<='z') || ((c)>='A'&&(c)<='Z'))
#define IS_HEX_DIGIT(c) (((c)>='A'&&(c)<='F') || ((c)>='a'&&(c)<='f'))

核心函數 `is_number()`

/*** 返回值：0=非數字, 1=十進制整數, 2=十六進制整數, 3=浮點數 ***/
int is_number(char *s) {
    if (!s) return 0;
    char *p = s;
    int base = 10, type = 0;

    // 1. 跳過前導空白
    while (IS_BLANK(*p)) p++;

    // 2. 處理正負號
    if (*p == '+' || *p == '-') p++;

    // 3. 首字元必須是數字或小數點
    if (IS_DIGIT(*p) || *p == '.') {
        if (*p != '.') { // 非小數點開頭 → 可能為整數或十六進制
            // 3.1 檢測 0x/0X 前綴
            if (*p == '0' && p[1] && (p[1]=='x' || p[1]=='X')) {
                type = 2; base = 16; p += 2;
            }
            // 3.2 跳過前導零
            while (*p == '0') p++;
            // 3.3 讀取數字（十六進制包含 A-F/a-f）
            while (IS_DIGIT(*p) || (base==16 && IS_HEX_DIGIT(*p))) p++;
        }

        // 4. 處理小數點（僅十進制支援）
        if (base == 10 && *p && *p == '.') {
            type = 3; p++;
            while (IS_DIGIT(*p)) p++; // 讀取小數部分
        }

        // 5. 結束檢查：必須正好到達字串結尾
        if (*p == '\0') return type ? type : 1;
    }
    return 0;
}

測試用例與驗證

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

int main() {
    assert(is_number(NULL) == 0);
    assert(is_number("") == 0);
    assert(is_number("9a") == 0);
    assert(is_number("908") == 1);
    assert(is_number("-908") == 1);
    assert(is_number("+09") == 1);
    assert(is_number("-+9") == 0);
    assert(is_number(" 007") == 1);
    assert(is_number("0x9a8F") == 2);
    assert(is_number("-0xAB") == 2);
    assert(is_number("-9.380") == 3);
    assert(is_number("-0xFF.3") == 0); // 十六進制不支援小數
    printf("All tests passed!\n");
    return 0;
}