【安全函数】整数转字符串 itoa_s () 安全指南

FUNCTION itoa_s(value, buf, size, base) : errno_t
    // 第一层防护：参数合法性校验
    IF buf == NULL OR size == 0 OR base < 2 OR base > 36:
        RETURN EINVAL  // 参数无效
    
    // 初始化变量：计算所需长度、处理负数
    is_negative = FALSE
    required_len = 1  // 至少需要1字节存\0
    unsigned_value = (unsigned int)value
    
    // 处理负数：增加符号位长度，转为无符号数避免溢出
    IF value < 0:
        is_negative = TRUE
        required_len = required_len + 1  // 符号位占1字节
        unsigned_value = (unsigned int)(-value)  // 安全处理-2^31
    
    // 计算数字位数（不含符号位和\0）
    temp_value = unsigned_value
    IF temp_value == 0:
        required_len = required_len + 1  // 0需1位数字
    ELSE:
        WHILE temp_value > 0:
            required_len = required_len + 1
            temp_value = temp_value / base
    
    // 第二层防护：缓冲区大小检查
    IF required_len > size:
        buf[0] = '\0'  // 强制置空，避免野字符串
        RETURN ERANGE  // 缓冲区不足
    
    // 第三层防护：安全转换（从低位到高位存位）
    ptr = buf + required_len - 1  // 指向\0位置
    *ptr = '\0'  // 先存结束符，确保安全
    
    // 处理0（避免循环不执行）
    IF unsigned_value == 0:
        ptr = ptr - 1
        *ptr = '0'
    ELSE:
        // 循环取模存位
        WHILE unsigned_value > 0:
            remainder = unsigned_value % base
            // 余数转字符（0-9→'0'-'9'，10-35→'a'-'z'）
            IF remainder < 10:
                *(--ptr) = '0' + remainder
            ELSE:
                *(--ptr) = 'a' + (remainder - 10)
            unsigned_value = unsigned_value / base
    
    // 添加符号位（若有）
    IF is_negative:
        *(--ptr) = '-'
    
    // 转换成功
    RETURN 0

char buf[10];
_itoa_s(12345, buf, 10, 10);  // 忽略返回值，若buf大小不足则无感知

char buf[10];
errno_t err = _itoa_s(12345, buf, 10, 10);
if (err != 0) {
    if (err == EINVAL) {
        printf("错误：参数无效（如base非法）\n");
    } else if (err == ERANGE) {
        printf("错误：缓冲区不足\n");
    }
    // 错误处理：如终止程序或使用默认值
}

#ifdef _MSC_VER  // 判断是否为MSVC编译器
#define SAFE_ITOA _itoa_s
#else  // 其他编译器（如MinGW）
#define SAFE_ITOA itoa_s
#endif

char buf[12];
errno_t err = SAFE_ITOA(-2147483648, buf, sizeof(buf), 10);

long long num = 9223372036854775807LL;
char buf[20];  // 足够存储-9223372036854775808（1符号位+19数字位+1结束符）
errno_t err = _lltoa_s(num, buf, sizeof(buf), 10);  // MSVC中用_lltoa_s

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  // 包含_itoa_s声明
#include "lcd_wince.h"  // Windows CE LCD驱动库

// 安全转换温度值到字符串（支持正负温度）
int safe_temp_to_str(int32_t temp, char* buf, size_t buf_size) {
    errno_t err = _itoa_s(temp, buf, buf_size, 10);
    if (err != 0) {
        lcd_show_string(0, 0, "温度转换错误");  // LCD显示错误
        return -1;
    }
    // 拼接温度单位（需确保buf有足够空间）
    size_t str_len = strlen(buf);
    if (str_len + 2 > buf_size) {  // "+2"为"℃"和\0
        lcd_show_string(0, 0, "缓冲区不足");
        return -1;
    }
    strcat_s(buf, buf_size, "℃");  // 安全拼接（用strcat_s而非strcat）
    return 0;
}

int main() {
    char temp_buf[15];  // 预留足够空间：-99.9℃（字符数少，整数转换更足够）
    lcd_init();  // 初始化LCD

    while (1) {
        int32_t temp = sensor_read_temp();  // 读取温度（如25、-10）
        if (safe_temp_to_str(temp, temp_buf, sizeof(temp_buf)) == 0) {
            lcd_show_string(0, 1, "当前温度：");
            lcd_show_string(8, 1, temp_buf);  // LCD第2行显示温度
        }
        Sleep(1000);  // 1秒刷新一次
    }
    return 0;
}

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

// 线程安全的用户ID转换（多线程共享日志文件）
void log_user_id(int32_t user_id, FILE* log_fp) {
    char id_buf[20];
    errno_t err = _itoa_s(user_id, id_buf, sizeof(id_buf), 10);
    if (err != 0) {
        // 记录错误日志，不终止线程
        fprintf(log_fp, "[错误] 用户ID转换失败，错误码：%d\n", err);
        fflush(log_fp);
        return;
    }
    // 安全写入日志（加互斥锁避免多线程写冲突）
    static pthread_mutex_t log_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    pthread_mutex_lock(&log_mutex);
    fprintf(log_fp, "[日志] 用户登录，ID：%s\n", id_buf);
    fflush(log_fp);
    pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
}

// 模拟多线程日志写入
void* thread_log(void* arg) {
    int32_t user_id = *(int32_t*)arg;
    FILE* log_fp = fopen("user_log.txt", "a");
    if (log_fp == NULL) {
        printf("日志文件打开失败\n");
        return NULL;
    }
    log_user_id(user_id, log_fp);
    fclose(log_fp);
    return NULL;
}

int main() {
    int32_t user_ids[] = {1001, 1002, 999999999, -1};  // 包含异常ID（-1）
    pthread_t threads[4];

    // 创建4个线程同时记录日志
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_log, &user_ids[i]);
    }
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    return 0;
}

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

// 安全转换用户输入的字符串为整数，再转为目标进制字符串
int safe_convert_user_input(const char* input_str, char* output_buf, size_t output_size, int target_base) {
    // 1. 先将用户输入的字符串转为整数（用安全函数strtol_s）
    long input_num;
    char* end_ptr;
    errno_t err = strtol_s(input_str, &end_ptr, 10, &input_num);  // 10进制输入
    if (err != 0 || *end_ptr != '\0') {  // 转换失败或输入有非数字字符
        printf("错误：输入不是合法整数（如包含字母）\n");
        return -1;
    }

    // 2. 用itoa_s将整数转为目标进制字符串
    err = _itoa_s((int)input_num, output_buf, output_size, target_base);
    if (err != 0) {
        printf("错误：转换失败，错误码：%d\n", err);
        return -1;
    }
    return 0;
}

int main() {
    char input[50];
    char output[34];  // 足够存储32位二进制+符号位+结束符

    printf("请输入一个整数：");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);
    input[strcspn(input, "\n")] = '\0';  // 去除换行符

    // 转换为二进制字符串
    if (safe_convert_user_input(input, output, sizeof(output), 2) == 0) {
        printf("二进制结果：%s\n", output);
    }
    // 转换为十六进制字符串
    if (safe_convert_user_input(input, output, sizeof(output), 16) == 0) {
        printf("十六进制结果：%s\n", output);
    }
    return 0;
}

#ifdef _WIN32
#define INT_TO_STR _itoa_s
#else
#define INT_TO_STR(num, buf, size, base) snprintf_s(buf, size, size-1, (base==10)?"%d":(base==16)?"%x":(base==8)?"%o":"%d", num)
#endif