C语言提取字符串数字求和时atoi使用异常问题排查

需求为C语言场景下实现功能：接收用户键盘输入的字符串，提取字符串中所有数字字符对应的单个整数值并累加求和。例如输入字符串C35#37时，程序应计算3+5+3+7，最终输出结果18。
原实现思路是通过strlen获取字符串长度，遍历每个下标位置，调用atoi完成字符转整数，原思路误以为非数字字符传入atoi会返回0，以此自动区分普通字符与数字，但程序运行结果不符合预期。
原问题代码如下：

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

int main(void)
{
    char str[200];

    int len, i,sum=0;

    fputs("문자열을 입력해 주세요: ",stdout);
    fgets(str,sizeof(str),stdin);

    len = strlen(str);
    for(i=0; i<len; i++)
    {
      sum= sum + atoi(&str[i]);
    }
    printf("%d",sum);

    return 0;

}

异常运行结果：

• 输入a12时，输出14（预期结果应为3）
• 输入123时，输出149（预期结果应为6）

核心问题是对atoi函数的行为理解错误：

1. atoi的入参是C字符串（以'\0'结尾的字符序列）的起始地址，函数会从该地址开始连续读取字符，直到碰到非数字字符或字符串结束符，将读取到的连续数字序列转换为整数返回，并非只转换当前地址对应的单个字符。
2. 以输入a12为例：
   • i=0时传入&str[0]，指向字符串"a12"，开头为非数字，atoi返回0
   • i=1时传入&str[1]，指向字符串"12"，atoi读取连续数字1、2，返回12
   • i=2时传入&str[2]，指向字符串"2"，atoi返回2
   • 累加结果0+12+2=14，和异常结果完全吻合
3. 以输入123为例：
   • i=0时传入&str[0]，指向"123"，返回123
   • i=1时传入&str[1]，指向"23"，返回23
   • i=2时传入&str[2]，指向"3"，返回3
   • 累加结果123+23+3=149，和第二个异常结果完全吻合
4. 额外冗余问题：fgets读取输入时会将用户输入的换行符\n存入字符串，原实现会遍历到这个换行符，虽然不会影响计算结果，但属于无意义操作。

不需要使用atoi处理单个数字字符：C标准中规定数字字符'0'到'9'的ASCII值是连续递增的，单个数字字符减去'0'即可得到对应的整数值。遍历过程中只需要判断当前字符是否为数字字符，是就累加对应数值，非数字直接跳过即可。
修复后的代码：

#include<stdio.h>

int main(void)
{
    char str[200];
    int i, sum = 0;

    fputs("문자열을 입력해 주세요: ", stdout);
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        // 判断当前字符是否为数字
        if(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')
        {
            sum += str[i] - '0';
        }
    }
    printf("%d\n", sum);

    return 0;
}

修复后验证：

• 输入C35#37，累加3+5+3+7=18，符合需求
• 输入a12，累加1+2=3，结果正确
• 输入123，累加1+2+3=6，结果正确

内容的提问来源于stack exchange，提问作者chobodark