C語言整數轉字串完整實作指南

編輯：關於C語言

前言

在 C 語言開發中，將整數轉換為字串是常見需求。標準庫雖提供 sprintf 等函式，但理解底層實作有助於掌握進制轉換、記憶體管理與指標操作等核心概念。本文將深入解析一個支援 2~36 進制的通用整數轉字串函式 digitToAlpha。

函式介面設計

char *digitToAlpha(int val, char *buf, unsigned radix);

參數說明：

val：待轉換的整數（可為負數）
buf：呼叫端提供的字元緩衝區，用於存放結果字串
radix：目標進制（2~36），10 進制直接轉換，其他進制先轉為對應進制數值再生成字串

回傳值：指向 buf 的指標，方便鏈式呼叫。

核心演算法邏輯

1. 負數處理

若 val < 0，先在緩衝區寫入 '-'，再將 val 轉為無號長整數的正值處理，避免 INT_MIN 取反溢位。

2. 逐位提取與字元轉換

採用「除基取餘」法，從最低位開始提取數字：

餘數 digval = val % radix
digval < 10 → '0' + digval；digval >= 10 → 'a' + (digval - 10)
字元按「低位在前」順序寫入緩衝區

3. 字串反轉

因提取順序為反序，需將有效字元區段原地反轉，最後補上 '\0' 結尾。

完整程式碼實作

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

char *digitToAlpha(int val, char *buf, unsigned radix) {
    char *p = buf;
    char *firstdig = p;
    char temp;
    unsigned digval;

    /* 負數處理 */
    if (val < 0) {
        *p++ = '-';
        val = (unsigned long)(-(long)val);
    }
    firstdig = p;  /* 記錄第一個數字位置 */

    /* 逐位提取（低位在前） */
    do {
        digval = (unsigned)(val % radix);
        val /= radix;
        if (digval > 9)
            *p++ = (char)(digval - 10 + 'a');
        else
            *p++ = (char)(digval + '0');
    } while (val > 0);

    /* 反轉字串 */
    *p-- = '\0';
    do {
        temp = *p;
        *p = *firstdig;
        *firstdig = temp;
        --p;
        ++firstdig;
    } while (firstdig < p);

    return buf;
}

int main(void) {
    int iNum = 55;
    char strNum[10] = "";
    digitToAlpha(iNum, strNum, 10);
    printf("%s\n", strNum);  /* 輸出: 55 */
    return 0;
}

關鍵技術細節

技術點	說明
無號轉換	用 `(unsigned long)(-(long)val)` 避免 `INT_MIN` 絕對值溢位
進制支援	2~36 進制統一處理，10 進制為特例
原地反轉	雙指標交換，空間複雜度 O(1)
緩衝區安全	呼叫端負責分配足夠空間（建議 ≥ 34 字元含結尾）