C 语言 stdlib.h

更新时间：2026-08-26。本文是 languages/c/ 主题入门层第 67 篇。stdlib.h 是 C 的"万能工具库"：字符串转数字、绝对值、快速排序、随机数、调外部命令……前面学 malloc/free 就出自这里。这一篇把最常用的函数串一遍，重点是字符串转数字的正确姿势——atoi 用起来爽，但错误处理是裸奔。

本文要回答的问题

• 字符串怎么安全地转成数字？
• stdlib.h 里还有哪些高频函数？
• atoi 和 strtol 差在哪？

一、字符串 → 数字

#include <stdlib.h>

int i = atoi("123");          // 123
double d = atof("3.14");      // 3.14
long l = atol("100000");      // 100000

atoi 的毛病：无法检测转换错误——"abc" 转出 0，"999999999999999"（溢出）转出随机值，你都分辨不出来。

strtol 是安全版，能报告错误：

char *endptr;
errno = 0;
long v = strtol("123abc", &endptr, 10);

if (errno == ERANGE) {
    /* 溢出 */
} else if (endptr == "123abc") {
    /* 一个字符都没转，输入非法 */
} else {
    /* v 有效，endptr 指向第一个未转换字符 */
}

函数	检查溢出	定位未转字符	适用
atoi	不能	不能	已知合法的快速转换
strtol/strtod	能	能	需要健壮性时

二、数字 → 字符串

C 没有标准的 itoa（它不是标准库函数）。标准做法用 sprintf/snprintf：

char buf[32];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", 123);   // "123"

或用 snprintf 的返回值。注意别用非标准的 itoa——有的编译器没有，移植性差。

三、qsort：万能排序

配合函数指针与 qsort，任何类型都能排：

#include <stdlib.h>

int cmp_int(const void *a, const void *b) {
    int x = *(const int *)a;
    int y = *(const int *)b;
    return (x > y) - (x < y);      // 避免溢出
}

int arr[] = {5, 2, 8, 1, 9};
qsort(arr, 5, sizeof(int), cmp_int);   // 升序

// 结构体按 score 排序
int cmp_score(const void *a, const void *b) {
    const Student *sa = a, *sb = b;
    return (sa->score > sb->score) - (sa->score < sb->score);
}
qsort(students, n, sizeof(Student), cmp_score);

比较函数返回：负（a 在前）、0（相等）、正（b 在前）。

四、abs 与 system

int x = abs(-5);          // 5（int 版，math.h 的 fabs 是浮点版）

system("ls -l");          // 执行外部命令（有安全隐患，谨慎用）

system 会启动一个 shell 执行字符串——用户可控内容传给它有命令注入风险，生产代码尽量避免。

五、stdlib 全家桶一览

分类	函数
内存	malloc、calloc、realloc、free
字符串→数字	atoi、atof、strtol、strtod
数字→字符串	snprintf（stdlib 外的 printf 族）
排序/查找	qsort、bsearch
数值工具	abs、labs、div
其他	rand/srand、system、exit、getenv

六、常见坑对照

坑	现象	对策
用 atoi 转不可信输入	错误静默	用 strtol + errno
用非标准 itoa	编译不过	snprintf
qsort 比较函数返回溢出	排序错乱	(x>y)-(x<y) 写法
比较函数忘转型	指针错乱	const void* 转具体类型
system 传用户输入	命令注入	避免/校验

七、与本站主线衔接

• 排序的完整对比与实现，见排序算法实现；
• 随机数的使用，见rand 与 srand；
• 内存函数细节，见malloc 与 free。

一句话总结

stdlib.h 是 C 的工具箱：atoi 快但裸奔，健壮转换用 strtol + errno；snprintf 替代非标准的 itoa；qsort + 比较函数（返回 (x>y)-(x<y)）实现万能排序——字符串转数字的错误处理，是新手最容易"裸奔"的地方。