面試必考：浮點數字串轉浮點數完整實作（支援正負、科學計數法擴展）

題目背景

面試高頻題：實現 float StrToFloat(const char* str)，將字串轉為浮點數，不得呼叫任何庫函式（atof、strtod 等），迴圈極少，考慮完整邊界情況。

核心難點

• 正負號處理。
• 小數點分割整數/小數部分。
• 非數字字元提前結束（如 "12.34.56"、"34a"）。
• 純小數（".34"）、純整數（"1234"）、負數（"-56.34"）。
• 多重小數點、尾部垃圾字元的截斷語意。

完整實作（ANSI C 風格，含 Unicode 版）

// StringToFloat.h
#ifndef __STRINGTOFLOAT_H__
#define __STRINGTOFLOAT_H__

float StrToFloatW(const wchar_t* pstrfloat);
float StrToFloatA(const char* pstrfloat);

#if defined(UNICODE) || defined(_UNICODE)
#define StrToFloat StrToFloatW
#else
#define StrToFloat StrToFloatA
#endif

#endif

// StringToFloat.c
#include "StringToFloat.h"

#pragma warning(disable:4244)

float StrToFloatA(const char* pstrfloat) {
    if (!pstrfloat) return 0.0f;

    bool bNegative = false, bDec = false;
    const char* p = pstrfloat;
    float fInt = 0.0f, fDec = 0.0f, fDecPow = 0.1f;

    // 處理正負號
    if (*p == '-') { bNegative = true; ++p; }
    else if (*p == '+') { ++p; }

    while (*p != '\0') {
        char ch = *p;
        if (bDec) {                    // 小數部分
            if (ch >= '0' && ch <= '9') {
                fDec += (ch - '0') * fDecPow;
                fDecPow *= 0.1f;
            } else break;              // 非數字結束
        } else {                       // 整數部分
            if (ch >= '0' && ch <= '9') {
                fInt = fInt * 10.0f + (ch - '0');
            } else if (ch == '.') {
                bDec = true;           // 進入小數模式
            } else break;              // 非數字/非點結束
        }
        ++p;
    }
    return bNegative ? -(fInt + fDec) : (fInt + fDec);
}

float StrToFloatW(const wchar_t* pstrfloat) {
    if (!pstrfloat) return 0.0f;

    bool bNegative = false, bDec = false;
    const wchar_t* p = pstrfloat;
    float fInt = 0.0f, fDec = 0.0f, fDecPow = 0.1f;

    if (*p == L'-') { bNegative = true; ++p; }
    else if (*p == L'+') { ++p; }

    while (*p != L'\0') {
        wchar_t ch = *p;
        if (bDec) {
            if (ch >= L'0' && ch <= L'9') {
                fDec += (ch - L'0') * fDecPow;
                fDecPow *= 0.1f;
            } else break;
        } else {
            if (ch >= L'0' && ch <= L'9') {
                fInt = fInt * 10.0f + (ch - L'0');
            } else if (ch == L'.') {
                bDec = true;
            } else break;
        }
        ++p;
    }
    return bNegative ? -(fInt + fDec) : (fInt + fDec);
}

測試用例（覆蓋所有邊界）

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
    float v;
    v = StrToFloat(L"12.34");      // 12.34
    v = StrToFloat(L"a23");        // 0 (首字元非數)
    v = StrToFloat(L"1234");       // 1234
    v = StrToFloat(L"12.34.56");   // 12.34 (第二個點結束)
    v = StrToFloat(L".34");        // 0.34
    v = StrToFloat(L"34a");        // 34
    v = StrToFloat(L"34a.456");    // 34
    v = StrToFloat(L"-34");        // -34
    v = StrToFloat(L"-56.34");     // -56.34
    v = StrToFloat(L"-3.45.67");   // -3.45
    v = StrToFloat(L"-.45.6a");    // -0.45
    v = StrToFloat(L"-.");         // -0
    v = StrToFloat(L"-0");         // -0
    return 0;
}

設計亮點

1. 單次遍歷：一個 while 迴圈搞定整數/小數/結束。
2. 狀態機：bDec 標記是否進入小數態，邏輯清晰。
3. 提前結束：遇非預期字元即 break，符合「掃描至無法解析為止」語意。
4. 無庫依賴：純手寫運算，面試環境可直接編譯跑測試。
5. Unicode 就緒：StrToFloatW + TCHAR 巨集切換。

可擴展方向

• 支援科學計數法（1.23e-4）：需增加指數部分解析、pow10 計算。
• 回傳 double 提高精度。
• 錯誤碼輸出參數（區分「0」與「解析失敗」）。
• 溢位檢查（FLT_MAX）。

作者註記

作者：magictong。歡迎繼續挖掘潛在 Bug（如極長字串精度、Denormal 數處理）。