【LeetCode】8. 字符串转换整数 (atoi)

来源

https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi

描述

 请你来实现一个 atoi 函数，使其能将字符串转换成整数。

 首先，该函数会根据需要丢弃无用的开头空格字符，直到寻找到第一个非空格的字符为止。接下来的转化规则如下：

• 如果第一个非空字符为正或者负号时，则将该符号与之后面尽可能多的连续数字字符组合起来，形成一个有符号整数。
• 假如第一个非空字符是数字，则直接将其与之后连续的数字字符组合起来，形成一个整数。
• 该字符串在有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符，那么这些字符可以被忽略，它们对函数不应该造成影响。
  
  注意：
  假如该字符串中的第一个非空格字符不是一个有效整数字符、字符串为空或字符串仅包含空白字符时，则你的函数不需要进行转换，即无法进行有效转换。
  在任何情况下，若函数不能进行有效的转换时，请返回 0 。
  
  提示：
• 本题中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。
• 假设我们的环境只能存储 32 位大小的有符号整数，那么其数值范围为 [−231, 231 − 1]。如果数值超过这个范围，请返回 INT_MAX (231 − 1) 或 INT_MIN (−231) 。
  
  示例 1:
  输入: "42"
  输出: 42
  
  示例 2:
  输入: " -42"
  输出: -42
  解释: 第一个非空白字符为 '-', 它是一个负号。我们尽可能将负号与后面所有连续出现的数字组合起来，最后得到 -42 。
  
  示例 3:
  输入: "4193 with words"
  输出: 4193
  解释: 转换截止于数字 '3' ，因为它的下一个字符不为数字。
  
  示例 4:
  输入: "words and 987"
  输出: 0
  解释: 第一个非空字符是 'w', 但它不是数字或正、负号。因此无法执行有效的转换。
  
  示例 5:
  输入: "-91283472332"
  输出: -2147483648
  解释: 数字 "-91283472332" 超过 32 位有符号整数范围。因此返回 INT_MIN (−231) 。

题解1：模式识别法

使用最直接的思路，遍历字符串，对遇到的各种情况进行处理。

1. 跳过前面的空格
2. 遇到字符为 (+) 或 (-) ，保存至变量 (sign) 中
3. 判断是否为数字
    判断整数是否会溢出

复杂度分析：

• 时间复杂度：(O(n))
• 空间复杂度：(O(1))

C++

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class Solution {
public:
    int myAtoi(string str) {
        int result = 0;
        int sign = 1, i = 0;
        while(i < str.length() && str[i] == ' '){
            i++;
        }
        if(i == str.length()){
            return 0;
        }
        if(str[i] == '+'){
            i++;
        }else if(str[i] == '-'){
            sign = -1;
            i++;
        }
        while(i < str.length() && str[i] >= '0' && str[i] <= '9'){
            int cur = str[i] - '0';
            if(result > INT_MAX / 10 || (result == INT_MAX / 10 && cur > INT_MAX % 10)){
                return INT_MAX;
            }
            if(result < INT_MIN / 10 || (result == INT_MIN / 10 && cur > -(INT_MIN % 10))){
                return INT_MIN;
            }
            result = result * 10 + sign * cur;
            i++;
        }
        return result;
    }
};

Java

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class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        int result = 0;
        int sign = 1, i = 0;
        while(i < str.length() && str.charAt(i) == ' '){
            i++;
        }
        if(i == str.length()){
            return 0;
        }
        if(str.charAt(i) == '+'){
            i++;
        }else if(str.charAt(i) == '-'){
            sign = -1;
            i++;
        }
        while(i < str.length() && str.charAt(i) >= '0' && str.charAt(i) <= '9'){
            int cur = str.charAt(i) - '0';
            if(result > Integer.MAX_VALUE / 10 || (result == Integer.MAX_VALUE / 10 && cur > Integer.MAX_VALUE % 10 )){
                return Integer.MAX_VALUE;
            }
            if(result < Integer.MIN_VALUE / 10 || (result == Integer.MIN_VALUE / 10 && cur > -(Integer.MIN_VALUE % 10))){
                return Integer.MIN_VALUE;
            }
            result = result * 10 + sign * cur;
            i++;
        }
        return result;
    }
}

题解2：自动机

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        Automation automation = new Automation();
        for(Character c : s.toCharArray()){
            automation.get(c);
        }
        return (int)(automation.sign * automation.ans);
    }
}

class Automation{
    public int sign = 1;
    public long ans = 0;
    private String state = "start";
    private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>(){{
        put("start", new String[]{"start", "signed", "num", "end"});
        put("signed", new String[]{"end", "end", "num", "end"});
        put("num", new String[]{"end", "end", "num", "end"});
        put("end", new String[]{"end", "end", "end", "end"});
    }};
    public void get(char c){
        state = table.get(state)[get_col(c)];
        if("num".equals(state)){
            ans = ans * 10 + c - '0';
            ans = (sign == 1) ? Math.min(ans, (long)Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long)Integer.MIN_VALUE);
        }else if("signed".equals(state)){
            sign = (c == '+') ? 1 : -1;
        }
    }
    private int get_col(char c){
        if(c == ' '){
            return 0;
        }
        if(c == '+' || c == '-'){
            return 1;
        }
        if(Character.isDigit(c)){
            return 2;
        }
        return 3;
    }
}