我在创建多线程程序时遇到了一些错误。使用 gdb 调试时， atoi 函数抛出错误。请帮忙，atoi 多线程是否不安全，如果是，有什么替代方案？
【问题讨论】：
atoi 导致超出范围输入的未定义行为，最好不要使用它
标签： c multithreading runtime-error atoi
atoi 多线程安全吗？
是的，在atoi()的linux手册页中是这样写的：
┌────────────────────────┬───────────────┬────────────────┐ │Interface │ Attribute │ Value │ ├────────────────────────┼───────────────┼────────────────┤ │atoi(), atol(), atoll() │ Thread safety │ MT-Safe locale │ └────────────────────────┴───────────────┴────────────────┘
所以它只是使用您从线程（语言环境）传递的变量，并且是完全线程安全的（MT-Safe），只要您不传递相同的内存位置，例如从两个线程指向该函数的 char 数组的指针。
如果你这样做，两个函数调用（线程一和线程二）将使用相同的内存位置，在 atoi() 的情况下还不错，因为该函数只从内存中读取，请参阅参数 @ 987654328@。它是一个指向常量字符数组的指针。
这里也是对terms/attributes的解释。
MT 安全：
MT-Safe 或 Thread-Safe 函数在存在其他线程的情况下可以安全调用。 MT，在 MT-Safe 中，代表多线程。
地区：
使用语言环境注释的语言环境函数作为 MT 安全问题读取 来自 locale 对象，没有任何形式的同步。 用语言环境注释的函数同时调用 语言环境更改的行为方式可能与 任何在执行期间处于活动状态的语言环境，但 不可预知的混合。
使用gdb调试时，atoi函数报错。
atoi() 函数根本不提供任何错误信息，如果转换不成功，它会返回0，您不知道这是否是要转换的实际数字。此外，atoi() 函数根本不抛出！以下是我用一小部分 C 代码生成的输出，see online at ideone：
atoi with "3" to integer: +3
atoi with " 3 " to integer: +3
atoi with " -3 " to integer: -3
atoi with "str 3 " to integer: +0
atoi with "str-3 " to integer: +0
atoi with " 3str" to integer: +3
atoi with " -3str" to integer: -3
atoi with "str-3str" to integer: +0
你可以看到atoi()如果第一个部分是一个数字，忽略第一个数字部分后面的空格和字符，则转换成功。如果首先有非数字字符，它会失败，return 0 并且 not 会抛出。
您应该考虑改用strtol()，因为它可以检测范围溢出，在这种情况下设置errno。
此外，您会得到一个end pointer，它会告诉您消耗了多少字符。如果该值为0，则转换一定有问题。它像atoi() 一样是线程安全的。
我为strtol() 做了同样的输出，你也可以在上面的the ideone online example 中看到它：
0: strtol with "3" to integer: +3 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a140, EndPtr = 0x7ffc47e9a141, PtrDiff = 1
1: strtol with " 3 " to integer: +3 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a130, EndPtr = 0x7ffc47e9a135, PtrDiff = 5
2: strtol with " -3 " to integer: -3 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a120, EndPtr = 0x7ffc47e9a125, PtrDiff = 5
3: strtol with "str 3 " to integer: +0 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a110, EndPtr = 0x7ffc47e9a110, PtrDiff = 0 --> Error!
4: strtol with "str-3 " to integer: +0 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a100, EndPtr = 0x7ffc47e9a100, PtrDiff = 0 --> Error!
5: strtol with " 3str" to integer: +3 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a0f0, EndPtr = 0x7ffc47e9a0f5, PtrDiff = 5
6: strtol with " -3str" to integer: -3 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a0e0, EndPtr = 0x7ffc47e9a0e5, PtrDiff = 5
7: strtol with "str-3str" to integer: +0 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a0d0, EndPtr = 0x7ffc47e9a0d0, PtrDiff = 0 --> Error!
8: strtol with "s-r-3str" to integer: +0 | errno = 0, StartPtr = 0x7ffc47e9a0c0, EndPtr = 0x7ffc47e9a0c0, PtrDiff = 0 --> Error!
在此线程上：Detecting strtol failure 讨论了有关错误检测的 strtol() 的正确用法。
【讨论】：
替换atoi() 很容易：
int strToInt(const char *text)
{
int n = 0, sign = 1;
switch (*text) {
case '-': sign = -1;
case '+': ++text;
}
for (; isdigit(*text); ++text) n *= 10, n += *text - '0';
return n * sign;
}
（ideone 上的演示）
替换已经可用的东西似乎没有多大意义。因此，我想提一些关于这个的想法。
可以根据具体的个人需求调整实施：
text 的最终值（如strtol()）以检查已处理的字符数或对其他内容进行进一步解析unsigned（不接受符号）。将此想法扩展到其他数字类型，例如float 或 double，变得更有趣了。
由于浮点数肯定是本地化的主题，因此必须考虑这一点。 （关于十进制整数，我不确定可以本地化什么，但即使是这种情况。）如果实现了具有浮点数语法的文本文件阅读器（如在 C 中），您可能不会忘记将语言环境调整为 @ 987654335@ 之前使用strtod()（使用setlocale()）。 （作为德国人，我对这个话题很敏感，因为在德语语言环境中，'.' 和 ',' 的意思就像英语中的反之亦然。）
{ const char *localeOld = setlocale(LC_ALL, "C");
value = strtod(text);
setlocale(LC_ALL, localeOld);
}
另一个事实是，考虑语言环境（即使调整为 C）似乎有点昂贵。几年前，我们实现了自己的浮点阅读器来替代strtod()，它在COLLADA 阅读器中提供了60 ... 100 的加速（文件通常提供大量浮点数的XML 文件格式） .
更新：
受到 Paul Floyd 反馈的鼓舞，我很好奇如何更快地strToInt()。因此，我构建了一个简单的测试套件并进行了一些测量：
#include <assert.h>
#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int strToInt(const char *text)
{
int n = 0, sign = 1;
switch (*text) {
case '-': sign = -1;
case '+': ++text;
}
for (; isdigit(*text); ++text) n *= 10, n += *text - '0';
return n * sign;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int n = 10000000; /* default number of measurements */
/* read command line options */
if (argc > 1) n = atoi(argv[1]);
if (n <= 0) return 1; /* ERROR */
/* build samples */
assert(sizeof(int) <= 8); /* May be, I want to do it again 20 years ago. */
/* 24 characters should be capable to hold any decimal for int
* (upto 64 bit)
*/
char (*samples)[24] = malloc(n * 24 * sizeof(char));
if (!samples) {
printf("ERROR: Cannot allocate samples!\n"
"(Out of memory.)\n");
return 1;
}
for (int i = 0; i < n; ++i) sprintf(samples[i], "%d", i - (i & 1) * n);
/* assert correct results, ensure fair caching, pre-heat CPU */
int *retAToI = malloc(n * sizeof(int));
if (!retAToI) {
printf("ERROR: Cannot allocate result array for atoi()!\n"
"(Out of memory.)\n");
return 1;
}
int *retStrToInt = malloc(n * sizeof(int));
if (!retStrToInt) {
printf("ERROR: Cannot allocate result array for strToInt()!\n"
"(Out of memory.)\n");
return 1;
}
int nErrors = 0;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
retAToI[i] = atoi(samples[i]); retStrToInt[i] = strToInt(samples[i]);
if (retAToI[i] != retStrToInt[i]) {
printf("ERROR: atoi(\"%s\"): %d, strToInt(\"%s\"): %d!\n",
samples[i], retAToI[i], samples[i], retStrToInt[i]);
++nErrors;
}
}
if (nErrors) {
printf("%d ERRORs found!", nErrors);
return 2;
}
/* do measurements */
enum { nTries = 10 };
time_t tTbl[nTries][2];
for (int i = 0; i < nTries; ++i) {
printf("Measurement %d:\n", i + 1);
{ time_t t0 = clock();
for (int i = 0; i < n; ++i) retAToI[i] = atoi(samples[i]);
tTbl[i][0] = clock() - t0;
}
{ time_t t0 = clock();
for (int i = 0; i < n; ++i) retStrToInt[i] = strToInt(samples[i]);
tTbl[i][1] = clock() - t0;
}
/* assert correct results (and prevent that measurement is optimized away) */
for (int i = 0; i < n; ++i) if (retAToI[i] != retStrToInt[i]) return 3;
}
/* report */
printf("Report:\n");
printf("%20s|%20s\n", "atoi() ", "strToInt() ");
printf("--------------------+--------------------\n");
double tAvg[2] = { 0.0, 0.0 }; const char *sep = "|\n";
for (int i = 0; i < nTries; ++i) {
for (int j = 0; j < 2; ++j) {
double t = (double)tTbl[i][j] / CLOCKS_PER_SEC;
printf("%19.3f %c", t, sep[j]);
tAvg[j] += t;
}
}
printf("--------------------+--------------------\n");
for (int j = 0; j < 2; ++j) printf("%19.3f %c", tAvg[j] / nTries, sep[j]);
/* done */
return 0;
}
我在一些平台上试过这个。
Windows 10（64 位）上的 VS2013，发布模式：
Report:
atoi() | strToInt()
--------------------+--------------------
0.232 | 0.200
0.310 | 0.240
0.253 | 0.199
0.231 | 0.201
0.232 | 0.253
0.247 | 0.201
0.238 | 0.201
0.247 | 0.223
0.248 | 0.200
0.249 | 0.200
--------------------+--------------------
0.249 | 0.212
cygwin 上的 gcc 5.4.0，Windows 10（64 位），gcc -std=c11 -O2：
Report:
atoi() | strToInt()
--------------------+--------------------
0.360 | 0.312
0.391 | 0.250
0.360 | 0.328
0.391 | 0.312
0.375 | 0.281
0.359 | 0.282
0.375 | 0.297
0.391 | 0.250
0.359 | 0.297
0.406 | 0.281
--------------------+--------------------
0.377 | 0.289
在codingground上上传并执行的示例
Linux 3.10.0-327.36.3.el7.x86_64 上的 gcc 4.8.5，gcc -std=c11 -O2：
Report:
atoi() | strToInt()
--------------------+--------------------
1.080 | 0.750
1.000 | 0.780
0.980 | 0.770
1.010 | 0.770
1.000 | 0.770
1.010 | 0.780
1.010 | 0.780
1.010 | 0.770
1.020 | 0.780
1.020 | 0.780
--------------------+--------------------
1.014 | 0.773
嗯，strToInt() 快了一点。 （没有-O2，它甚至比atoi()慢，但标准库可能也被优化了。）
注意：
由于时间测量涉及赋值和循环操作，这提供了关于哪个更快的定性陈述。它没有提供定量因素。 （要得到一个，测量会变得更加复杂。）
由于atoi() 的简单性，应用程序不得不非常经常使用它，直到它变得值得考虑开发工作...
【讨论】：
atoi() 和strToInt() 做了一个简单的比较。 “快了很多”可能是相当热情的。它...只是更快。
strToInt() 的安全运行时间的“投资回报”，而我需要对样本进行编程以找出这一点。 ..