C 언어 표준 라이브러리 `string.h` - 문자열을 숫자로 변환하는 함수 `atoi`, `atof`

C 언어에서 문자열을 숫자로 변환할 때 string.h의 atoi와 atof 함수를 사용할 수 있습니다.
이번 포스팅에서는 두 함수의 사용법과 주의할 점, 그리고 예제를 살펴보겠습니다.

1. atoi 함수 (문자열을 정수로 변환)

atoi 함수는 string.h에 정의된 함수로, 문자열을 int 타입의 정수로 변환하는 역할을 합니다.

atoi 함수 원형

#include <stdlib.h>
int atoi(const char *str);

atoi 함수 동작 원리

• 입력 문자열의 앞부분에서 숫자로 변환 가능한 부분을 int로 변환하여 반환합니다.
• 변환할 수 없는 문자가 나오면 그 이전까지의 숫자만 변환합니다.
• 변환할 숫자가 없으면 0을 반환합니다.
• 숫자가 아닌 공백이나 +, - 기호는 허용되며, - 기호가 있을 경우 음수로 변환합니다.
• atoi는 변환 실패를 감지할 방법이 없으므로, 변환 오류를 확인하려면 strtol을 사용하는 것이 좋습니다.

atoi 사용 예제

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

int main() {
    char str1[] = "1234";
    char str2[] = "   -567";
    char str3[] = "42abc";
    char str4[] = "hello123";

    int num1 = atoi(str1);
    int num2 = atoi(str2);
    int num3 = atoi(str3);
    int num4 = atoi(str4);

    printf("atoi(\"%s\") = %d\n", str1, num1);
    printf("atoi(\"%s\") = %d\n", str2, num2);
    printf("atoi(\"%s\") = %d\n", str3, num3);
    printf("atoi(\"%s\") = %d\n", str4, num4);

    return 0;
}

실행 결과

atoi("1234") = 1234
atoi("   -567") = -567
atoi("42abc") = 42
atoi("hello123") = 0

atoi 사용 시 주의할 점

• 변환할 문자열에 숫자가 없으면 0을 반환합니다.
• atoi("2147483648")과 같이 int 범위를 초과하는 값을 변환하면 오버플로우가 발생할 수 있습니다.
• 변환 실패를 감지할 방법이 없으므로, 보다 안전한 strtol을 사용하는 것이 좋습니다.

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2. atof 함수 (문자열을 실수로 변환)

atof 함수는 string.h가 아닌 stdlib.h에 정의되어 있으며, 문자열을 double 타입의 실수로 변환합니다.

atof 함수 원형

#include <stdlib.h>
double atof(const char *str);

atof 함수 동작 원리

• atoi와 유사하게, 변환할 수 있는 숫자 부분을 double로 변환하여 반환합니다.
• 부동소수점 형식(. 소수점 포함)과 지수 표현 (e 또는 E)도 인식합니다.
• 변환할 숫자가 없으면 0.0을 반환합니다.
• 변환 오류를 감지할 방법이 없으므로, strtod 함수를 사용하는 것이 더 안전합니다.

atof 사용 예제

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

int main() {
    char str1[] = "3.14";
    char str2[] = "  -0.00123";
    char str3[] = "2.71e3";
    char str4[] = "hello1.23";

    double num1 = atof(str1);
    double num2 = atof(str2);
    double num3 = atof(str3);
    double num4 = atof(str4);

    printf("atof(\"%s\") = %f\n", str1, num1);
    printf("atof(\"%s\") = %f\n", str2, num2);
    printf("atof(\"%s\") = %f\n", str3, num3);
    printf("atof(\"%s\") = %f\n", str4, num4);

    return 0;
}

실행 결과

atof("3.14") = 3.140000
atof("  -0.00123") = -0.001230
atof("2.71e3") = 2710.000000
atof("hello1.23") = 0.000000

atof 사용 시 주의할 점

• atoi와 마찬가지로 변환 실패를 감지할 방법이 없으며, strtod를 사용하는 것이 더 안전합니다.
• 2.71e3과 같은 지수 표현을 올바르게 해석합니다.

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3. atoi와 atof의 한계와 대안

atoi 및 atof의 문제점

• 변환 오류를 감지할 방법이 없어 예외 처리가 어렵습니다.
• atoi는 정수 범위를 초과하는 경우 오버플로우가 발생할 수 있습니다.
• atof는 정확한 오류 검출이 어렵습니다.

더 안전한 대안: strtol 및 strtod

atoi와 atof 대신 strtol(정수 변환)과 strtod(실수 변환)를 사용하면 변환 실패를 감지하고 더 정밀한 예외 처리가 가능합니다.

strtol 사용 예제

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

int main() {
    char str[] = "123abc";
    char *endptr;
    errno = 0;
    long num = strtol(str, &endptr, 10);

    if (errno != 0) {
        perror("strtol");
    } else if (endptr == str) {
        printf("변환할 숫자가 없습니다.\n");
    } else {
        printf("변환된 값: %ld\n", num);
    }

    return 0;
}

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4. 결론

• atoi와 atof는 간단한 문자열 변환에 유용하지만, 오류 감지가 어려운 단점이 있습니다.
• 보다 안전한 변환을 위해 strtol과 strtod를 사용하는 것이 좋습니다.
• 문자열을 숫자로 변환할 때 입력값이 유효한지 항상 확인하는 습관을 들이는 것이 중요합니다.

이상으로 atoi와 atof 함수의 설명과 예제를 마칩니다. 감사합니다!