Boost组件lexical_cast

字符串→数值

经常看到有人询问如何在字符串类型和数值类型间进行转换的问题，也看到了许多不同的答案。下面先讨论一下从字符串类型到数值类型的转换。

如何将字符串"123"转换为int类型整数123？答案是，用标准C的库函数atoi；
如果要转换为long类型呢？标准C的库函数atol；
如何将"123.12"转换为double类型呢？标准C的库函数atod；
如果要转换为long double类型呢？标准C的库函数atold；
……

后来有朋友开始使用标准库中的string类，问这个如何转换为数值？有朋友答曰，请先转换为const char*。我很佩服作答者有数学家的思维：把陌生的问题转化成熟悉的问题。（曾经有一则笑话，好事者问数学家：知道如何烧水吗？答：知道。把水壶加满水，点火烧。又问：如果水壶里已经有水了呢？答：先倒掉，就转化为我熟悉的问题了……）

不，不，这样是C的做法，不是C++。那么，C++该怎么做呢？使用Boost Conversion Library所提供的函数lexical_cast（需要引入头文件boost/lexical_cast.hpp）无疑是最简单方便的。如：

#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
        using boost::lexical_cast;
        int a = lexical_cast<int>("123");
        double b = lexical_cast<double>("123.12");
        std::cout<<a<<std::endl
        std::cout<<b<<std::endl;
        return 0;
}

一个函数就简洁地解决了所有的问题。

数值→字符串

那么从数值类型到字符串类型呢？

用itoa？不对吧，标准C/C++里根本没有这个函数。即使在Windows平台下某些编译器提供了该函数3，没有任何移植性不说，还只能解决int类型（也许其他函数还可以解决long、unsigned long等类型），浮点类型又怎么办？当然，办法还是有，那就是：sprintf。

char s[100];
sprintf(s, "%f", 123.123456);

不知道诸位对C里的scanf/printf系列印象如何，总之阿炯我肯定记不住那些稀奇古怪的参数，而且如果写错了参数，就会得到莫名其妙的输出结果，调试起来可就要命了（我更讨厌的是字符数组，空间开100呢，又怕太小装不下；开100000呢，总觉得太浪费，心里憋气，好在C++标准为我们提供了string这样的字符串类）。这时候，lexical_cast就出来帮忙啦。

#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <string>
#include <iostream>
int main()
{
        using std::string;
        const double d = 123.12;
        string s = boost::lexical_cast<string>(d);
        std::cout<<s<<std::endl;
        return 0;
}

跟前面一样简单。

异常

如果转换失败，则会有异常bad_lexical_cast抛出。该异常类是标准异常类bad_cast的子类。

#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <iostream>
int main()
{
        using std::cout;
        using std::endl;
        int i;
        try{
                i = boost::lexical_cast<int>("abcd");
        }
        catch(boost::bad_lexical_cast& e)
        {
                cout<<e.what()<<endl;
                return 1;
        }
        cout<<i<<endl;
        return 0;
}

显然“abcd”并不能转换为一个int类型的数值，于是抛出异常，捕捉后输出“bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target”这样的信息。

注意事项

lexical_cast依赖于字符流std::stringstream（会自动引入头文件4），其原理相当简单：把源类型读入到字符流中，再写到目标类型中，就大功告成。例如

int d = boost::lexical_cast<int>("123");

就相当于

int d;
std::stringstream s;
s<<"123";
s>>d;

既然是使用了字符流，当然就有些随之而来的问题，需要特别指出。

由于Visual C++ 6的本地化（locale）部分实现有问题，因此如果使用了非默认的locale，可能会莫名其妙地抛出异常。当然，一般情况下我们并不需要去改变默认的locale，所以问题不是很大。

输入数据必须“完整”地转换，否则抛出bad_lexical_cast异常。例如

int i = boost::lexical_cast<int>("123.123"); // this will throw

便会抛出异常。因为“123.123”只能“部分”地转换为123，不能“完整”地转换为123.123。

浮点数的精度问题。

std::string s = boost::lexical_cast<std::string>(123.1234567);

以上语句预想的结果是得到“123.1234567”，但是实际上我们只会得到“123.123”，因为默认情况下std::stringstream的精度是6（这是C语言程序库中的“前辈”printf留下的传统）。这可以说是boost::lexical_cast的一个bug。怎么办呢？权宜之计，可以这么做：打开头文件<boost/lexical_cast.hpp>，注意对照修改6：

#include <boost/limits.hpp>
//...
template<typename Target, typename Source>
Target lexical_cast(Source arg) {
        //...
        Target result; 
        interpreter.precision(std::numeric_limits<Source>::digits10);
        if( !(interpreter << arg) ||
        !(interpreter >> result) ||
        !(interpreter >> std::ws).eof())
        //...
}

即可得到正确结果。当然，理论上效率会有一点点损失，不过几乎可以忽略不计。

小结

我们已经体验了boost::lexcial_cast。当然，lexical_cast不仅仅局限于字符串类型与数值类型之间的转换：可在任意可输出到stringstream的类型和任意可从stringstream输入的类型间转换。