LibC: Implement ato* and strto* functions for floating point numbers
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566bb73897
284
libc/stdlib.cpp
284
libc/stdlib.cpp
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@ -1,5 +1,6 @@
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#include <BAN/Assert.h>
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#include <BAN/Limits.h>
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#include <BAN/Math.h>
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#include <ctype.h>
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#include <errno.h>
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#include <stdio.h>
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@ -51,35 +52,66 @@ int atexit(void (*func)(void))
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return 0;
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}
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static constexpr int get_base_digit(char c, int base)
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{
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int digit = -1;
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if (isdigit(c))
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digit = c - '0';
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else if (isalpha(c))
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digit = 10 + tolower(c) - 'a';
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if (digit < base)
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return digit;
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return -1;
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}
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template<BAN::integral T>
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static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
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static constexpr bool will_multiplication_overflow(T a, T b)
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{
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if (a == 0 || b == 0)
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return false;
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if ((a > 0) == (b > 0))
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return a > BAN::numeric_limits<T>::max() / b;
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||||
else
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return a < BAN::numeric_limits<T>::min() / b;
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}
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||||
template<BAN::integral T>
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||||
static constexpr bool will_addition_overflow(T a, T b)
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{
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if (a > 0 && b > 0)
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return a > BAN::numeric_limits<T>::max() - b;
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||||
if (a < 0 && b < 0)
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||||
return a < BAN::numeric_limits<T>::min() - b;
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||||
return false;
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}
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||||
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||||
template<BAN::integral T>
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||||
static constexpr bool will_digit_append_overflow(bool negative, T current, int digit, int base)
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{
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if (BAN::is_unsigned_v<T> && negative && digit)
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return true;
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||||
if (will_multiplication_overflow<T>(current, base))
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||||
return true;
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||||
if (will_addition_overflow<T>(current * base, current < 0 ? -digit : digit))
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return true;
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||||
return false;
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||||
}
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||||
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template<BAN::integral T>
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static T strtoT(const char* str, char** endp, int base, int& error)
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{
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// validate base
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if (base != 0 && (base < 2 || base > 36))
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{
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errno = EINVAL;
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error = EINVAL;
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return 0;
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}
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// parse character to its value in base
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// if digit is not of base, return -1
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auto get_base_digit = [](char c, int base) -> int
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||||
{
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||||
int digit = -1;
|
||||
if (isdigit(c))
|
||||
digit = c - '0';
|
||||
else if (isalpha(c))
|
||||
digit = 10 + tolower(c) - 'a';
|
||||
if (digit < base)
|
||||
return digit;
|
||||
return -1;
|
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};
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// skip whitespace
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while (isspace(*str))
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str++;
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// get sign and skip in
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// get sign and skip it
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bool negative = (*str == '-');
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||||
if (*str == '-' || *str == '+')
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str++;
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||||
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@ -100,52 +132,28 @@ static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
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{
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||||
if (endp)
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||||
*endp = const_cast<char*>(str);
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||||
errno = EINVAL;
|
||||
error = EINVAL;
|
||||
return 0;
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}
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||||
// remove "0x" prefix from hexadecimal
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||||
if (base == 16)
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||||
{
|
||||
if (strncasecmp(str, "0x", 2) == 0)
|
||||
str += 2;
|
||||
}
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||||
// limits of type T
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||||
constexpr T max_val = BAN::numeric_limits<T>::max();
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||||
constexpr T min_val = BAN::is_signed_v<T> ? -max_val - 1 : 0;
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||||
if (base == 16 && strncasecmp(str, "0x", 2) == 0 && get_base_digit(str[2], base) != -1)
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||||
str += 2;
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||||
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||||
bool overflow = false;
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||||
T result = 0;
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||||
// calculate the value of the number in string
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||||
while (!overflow)
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||||
{
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int digit = get_base_digit(*str, base);
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||||
if (digit == -1)
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break;
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str++;
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||||
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||||
// check for overflow
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||||
if (negative)
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||||
{
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||||
if (result < min_val / base)
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||||
overflow = true;
|
||||
else if (result * base < min_val + digit)
|
||||
overflow = true;
|
||||
}
|
||||
else
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||||
{
|
||||
if (result > max_val / base)
|
||||
overflow = true;
|
||||
else if (result * base > max_val - digit)
|
||||
overflow = true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// calculate result's next step and move to next character
|
||||
overflow = will_digit_append_overflow(negative, result, digit, base);
|
||||
if (!overflow)
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||||
{
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||||
result = result * base + (negative ? -digit : digit);
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||||
str++;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
// save endp if asked
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||||
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@ -159,11 +167,164 @@ static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
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|||
// return error on overflow
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||||
if (overflow)
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||||
{
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||||
errno = ERANGE;
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||||
return negative ? min_val : max_val;
|
||||
error = ERANGE;
|
||||
if constexpr(BAN::is_unsigned_v<T>)
|
||||
return BAN::numeric_limits<T>::max();
|
||||
return negative ? BAN::numeric_limits<T>::min() : BAN::numeric_limits<T>::max();
|
||||
}
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||||
|
||||
return negative ? -result : result;
|
||||
return result;
|
||||
}
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||||
template<BAN::floating_point T>
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||||
static T strtoT(const char* str, char** endp, int& error)
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||||
{
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||||
// find nan end including possible n-char-sequence
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||||
auto get_nan_end = [](const char* str) -> const char*
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||||
{
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||||
ASSERT(strcasecmp(str, "nan") == 0);
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||||
if (str[3] != '(')
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||||
return str + 3;
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||||
for (size_t i = 4; isalnum(str[i]) || str[i] == '_'; i++)
|
||||
if (str[i] == ')')
|
||||
return str + i + 1;
|
||||
return str + 3;
|
||||
};
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||||
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||||
// skip whitespace
|
||||
while (isspace(*str))
|
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str++;
|
||||
|
||||
// get sign and skip it
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||||
bool negative = (*str == '-');
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||||
if (*str == '-' || *str == '+')
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str++;
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||||
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||||
// check for infinity or nan
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||||
{
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||||
T result = 0;
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||||
|
||||
if (strncasecmp(str, "inf", 3) == 0)
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||||
{
|
||||
result = BAN::numeric_limits<T>::infinity();
|
||||
str += strncasecmp(str, "infinity", 8) ? 3 : 8;
|
||||
}
|
||||
else if (strncasecmp(str, "nan", 3) == 0)
|
||||
{
|
||||
result = BAN::numeric_limits<T>::quiet_NaN();
|
||||
str = get_nan_end(str);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (result != 0)
|
||||
{
|
||||
if (endp)
|
||||
*endp = const_cast<char*>(str);
|
||||
return negative ? -result : result;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
// no conversion can be performed -- not ([digit] || .[digit])
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||||
if (!(isdigit(*str) || (str[0] == '.' && isdigit(str[1]))))
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||||
{
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||||
error = EINVAL;
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
int base = 10;
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int exponent = 0;
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||||
int exponents_per_digit = 1;
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||||
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||||
// check whether we have base 16 value -- (0x[xdigit] || 0x.[xdigit])
|
||||
if (strncasecmp(str, "0x", 2) == 0 && (isxdigit(str[2]) || (str[2] == '.' && isxdigit(str[3]))))
|
||||
{
|
||||
base = 16;
|
||||
exponents_per_digit = 4;
|
||||
str += 2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// parse whole part
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||||
T result = 0;
|
||||
T multiplier = 1;
|
||||
while (true)
|
||||
{
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||||
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
||||
if (digit == -1)
|
||||
break;
|
||||
str++;
|
||||
|
||||
if (result)
|
||||
exponent += exponents_per_digit;
|
||||
if (digit)
|
||||
result += multiplier * digit;
|
||||
if (result)
|
||||
multiplier /= base;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (*str == '.')
|
||||
str++;
|
||||
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
||||
if (digit == -1)
|
||||
break;
|
||||
str++;
|
||||
|
||||
if (result == 0)
|
||||
exponent -= exponents_per_digit;
|
||||
if (digit)
|
||||
result += multiplier * digit;
|
||||
if (result)
|
||||
multiplier /= base;
|
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}
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||||
if (tolower(*str) == (base == 10 ? 'e' : 'p'))
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{
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char* maybe_end = nullptr;
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||||
int exp_error = 0;
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||||
int extra_exponent = strtoT<int>(str + 1, &maybe_end, 10, exp_error);
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||||
if (exp_error != EINVAL)
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||||
{
|
||||
if (exp_error == ERANGE || will_addition_overflow(exponent, extra_exponent))
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||||
exponent = negative ? BAN::numeric_limits<int>::min() : BAN::numeric_limits<int>::max();
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||||
else
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||||
exponent += extra_exponent;
|
||||
str = maybe_end;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
|
||||
if (endp)
|
||||
*endp = const_cast<char*>(str);
|
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|
||||
// no over/underflow can happed with zero
|
||||
if (result == 0)
|
||||
return 0;
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||||
const int max_exponent = (base == 10) ? BAN::numeric_limits<T>::max_exponent10() : BAN::numeric_limits<T>::max_exponent2();
|
||||
if (exponent > max_exponent)
|
||||
{
|
||||
error = ERANGE;
|
||||
result = BAN::numeric_limits<T>::infinity();
|
||||
return negative ? -result : result;
|
||||
}
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|
||||
const int min_exponent = (base == 10) ? BAN::numeric_limits<T>::min_exponent10() : BAN::numeric_limits<T>::min_exponent2();
|
||||
if (exponent < min_exponent)
|
||||
{
|
||||
error = ERANGE;
|
||||
result = 0;
|
||||
return negative ? -result : result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (exponent)
|
||||
result *= BAN::Math::pow<T>((base == 10) ? 10 : 2, exponent);
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return result;
|
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}
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double atof(const char* str)
|
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{
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return strtod(str, nullptr);
|
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}
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int atoi(const char* str)
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@ -181,24 +342,39 @@ long long atoll(const char* str)
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return strtoll(str, nullptr, 10);
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}
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float strtof(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
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{
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return strtoT<float>(str, endp, errno);
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}
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||||
double strtod(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
|
||||
{
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return strtoT<double>(str, endp, errno);
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}
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||||
long double strtold(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
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||||
{
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||||
return strtoT<long double>(str, endp, errno);
|
||||
}
|
||||
|
||||
long strtol(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||
{
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return strtoT<long>(str, endp, base);
|
||||
return strtoT<long>(str, endp, base, errno);
|
||||
}
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|
||||
long long strtoll(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||
{
|
||||
return strtoT<long long>(str, endp, base);
|
||||
return strtoT<long long>(str, endp, base, errno);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned long strtoul(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||
{
|
||||
return strtoT<unsigned long>(str, endp, base);
|
||||
return strtoT<unsigned long>(str, endp, base, errno);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned long long strtoull(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||
{
|
||||
return strtoT<unsigned long long>(str, endp, base);
|
||||
return strtoT<unsigned long long>(str, endp, base, errno);
|
||||
}
|
||||
|
||||
char* getenv(const char* name)
|
||||
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