Add two strings of integers

string_add.c

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

#define CTOI(c) c - '0'
#define ITOC(i) '0' + i

char *
add(char *n1, char *n2)
{
    char *result;
    int v1, v2,
        l1, l2,
        i,
        place,
        carry,
        length;

    l1 = strlen(n1);
    l2 = strlen(n2);

    if (l2 > l1) {
        length = l2 + 1;
    } else {
        length = l1 + 1;
    }

    result = malloc(length + 1);
    result[length + 1] = '\0';

    carry = 0;

    for (i = 1; i < length; i++) {
        v1 = (i > l1) ? 0 : CTOI(n1[l1 - i]);
        v2 = (i > l2) ? 0 : CTOI(n2[l2 - i]);

        place = v1 + v2 + carry;

        result[length - i] = ITOC(place % 10);

        carry = place / 10;
    }

    if (carry) {
        result[0] = ITOC(carry);
    } else {
        strcpy(result, result + 1);
    }

    return result;
}

int
cmp(char *n1, char *n2) {
    int i,
        v1, v2,
        l1, l2;

    l1 = strlen(n1);
    l2 = strlen(n2);

    if (l1 > l2) {
        return 1;
    } else if (l1 < l2) {
        return -1;
    }

    for (i = 0; i < l1; i++) {
        v1 = CTOI(n1[i]);
        v2 = CTOI(n2[i]);

        if (v1 > v2) {
            return 1;
        } else if (v1 < v2) {
            return -1;
        }
    }

    return 0;
}

char *
sub(char *n1, char *n2)
{
    char *result;
    int place,
        i,
        v1, v2,
        l1, l2,
        length,
        carry;

    if (cmp(n1, n2) == -1) {
        result = sub(n2, n1);
        strcpy(result + 1, result);
        result[0] = '-';
        return result;
    }

    l1 = strlen(n1);
    l2 = strlen(n2);

    if (l2 > l1) {
        length = l2;
    } else {
        length = l1;
    }

    result = malloc(length);
    result[length] = '\0';

    carry = 0;

    for (i = 1; i <= length; i++) {
        v1 = (i > l1) ? 0 : CTOI(n1[l1 - i]);
        v2 = (i > l2) ? 0 : CTOI(n2[l2 - i]);

        place = v1 - v2 - carry;

        if (place < 0) {
            place += 10;
            carry = 1;
        } else {
            carry = 0;
        }

        result[length - i] = ITOC(place);
    }

    for (i = 0; result[i] == '0'; i++);

    if (i < length) {
        strcpy(result, result + i);
    } else {
        strcpy(result, result + i - 1);
    }

    return result;
}

void
test_add(char *n1, char *n2, char *expected)
{
    char *actual = add(n1, n2);
    printf("%s + %s: %s\n", n1, n2, actual);
    assert(strcmp(expected, actual) == 0);
    free(actual);
}

void
test_sub(char *n1, char *n2, char *expected)
{
    char *actual = sub(n1, n2);
    printf("%s - %s: %s\n", n1, n2, actual);
    assert(strcmp(expected, actual) == 0);
    free(actual);
}

void
run_add_tests()
{
    test_add("0"   ,"0"     ,"0");
    test_add("1"   ,"2"     ,"3");
    test_add("10"  ,"20"    ,"30");
    test_add("17"  ,"13"    ,"30");
    test_add("167" ,"133"   ,"300");
    test_add("333" ,"667"   ,"1000");
    test_add("133" ,"10"    ,"143");
    test_add("1"   ,"10000" ,"10001");

    test_add("333333333333333333333333333",
             "666666666666666666666666667",
             "1000000000000000000000000000");
}

void
run_sub_tests()
{
    test_sub("0", "0", "0");
    test_sub("3", "2", "1");
    test_sub("30", "20", "10");
    test_sub("30", "15", "15");
    test_sub("30", "25", "5");
    test_sub("30", "5", "25");
    test_sub("300", "299", "1");
    test_sub("300", "300", "0");
    test_sub("10", "5", "5");
    test_sub("5", "10", "-5");
    test_sub("1", "1000", "-999");
    test_sub("100", "999", "-899");
}

void run_cmp_tests()
{
    assert(cmp("1", "1") == 0);
    assert(cmp("1", "0") == 1);
    assert(cmp("0", "1") == -1);
    assert(cmp("30", "15") == 1);
    assert(cmp("30", "5") == 1);
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    char *result;

    if (argc < 3) {
        run_add_tests();
        run_sub_tests();
        run_cmp_tests();
    } else {
        result = argv[1];

        printf("  %s\n", argv[1]);

        for (i = 2; i < argc; i++) {
            printf("+ %s\n", argv[i]);
            result = add(result, argv[i]);
        }

        printf("  ---\n  %s\n", result);
    }

    return 0;
}