LeetCode.8-字符串转整数(String to Integer (atoi))
这是悦乐书的第349次更新，第374篇原创
01 看题和准备
今天介绍的是LeetCode算法题中Medium级别的第4题（顺位题号是8）。实现将字符串转换为整数的atoi方法。
该函数首先去掉所需丢弃的空白字符，直到找到第一个非空白字符。然后，从该字符开始，采用可选的初始加号或减号，后跟尽可能多的数字，并将它们转换为整数。
字符串可以包含在形成整数之后的其他字符，这些字符将被忽略并且对此函数的行为没有影响。
如果str中的第一个非空白字符不是有效的整数，或者由于str是空的或者只包含空白字符而不存在这样的序列，则不执行转换。
如果无法执行有效转换，则返回零值。
注意：
- 只有空格字符' '被视为空格字符。
假设我们正在处理一个只能在32位有符号整数范围内存储整数的环境：[ -231,231 -1]。如果数值超出可表示值的范围，则返回INT_MAX（231-1）或INT_MIN（-231）。例如：
输入：“42”
输出：42
输入：“ -42”
输出：-42
说明：第一个非空白字符是' - '，这是减号。然后取尽可能多的数字，得到42。
输入：“4193 with words”
输出：4193
说明：转换在数字“3”处停止，因为下一个字符不是数字。
输入：“words and 987”
输出：0
说明：第一个非空白字符是'w'，它不是数字或+/-符号。因此，无法执行有效转换。
输入：“-91283472332”
输出：-2147483648
说明：数字“-91283472332”超出32位有符号整数的范围。返回INT_MIN（-2^31）。
02 第一种解法
将字符串转成整数，根据题目给的说明和试错，需要考虑以下几个条件：
-
是否为空，或者由空格组成。
-
是否带有正负符号，正号可以忽略，负号在返回结果时需要带上。
-
以0开头，需要跳过连续的前置0。例如"000123"，转换的结果是123。
-
超过了Integer的最大边界或最小边界。
-
小数点可以忽略，因为是转成整型，会舍掉小数点后面的数。
-
出现多个正负符号，直接返回0。例如"+-2"，结果是0。
-
第一位只能是数字（0到9）或者正负符号，出现其他字符直接返回0。
根据上面这些情况，在关键处进行判断即可。
public int myAtoi(String str) {
str = str.trim();
// 判空
if (str.length() < 1) {
return 0;
}
// 判断首位字符
char c = str.charAt(0);
if (!Character.isDigit(c) && c != '-' && c != '+') {
return 0;
}
// 判断符号
boolean flag = false;
if (c == '-') {
flag = true;
}
int end = 0;
for (int i=1; i<str.length(); i++) {
if (Character.isDigit(str.charAt(i))) {
end = i;
} else {
break;
}
}
String newStr = str.substring(flag ? 1 : 0, end+1);
if (newStr.length() < 1 || newStr.equals("+")) {
return 0;
}
// 判断边界
if (!newStr.startsWith("0") && newStr.length() > 12) {
return flag ? Integer.MIN_VALUE : Integer.MAX_VALUE;
}
Long result = Long.parseLong(newStr);
if (result.toString().length() > 11) {
return flag ? Integer.MIN_VALUE : Integer.MAX_VALUE;
}
if (result > Integer.MAX_VALUE) {
return flag ? Integer.MIN_VALUE : Integer.MAX_VALUE;
}
return flag ? 0-(int)result.longValue() : (int)result.longValue();
}
03 第二种解法
在第一种解法的基础上，我们还可以做下优化。
public int myAtoi2(String str) {
if (str == null) {
return 0;
}
str = str.trim();
if (str.isEmpty()) {
return 0;
}
char c = str.charAt(0);
int start = 0;
if (c == '+' || c == '-') {
start = 1;
}
int end = str.length(), n = str.length();
for (int i=start; i<n; i++) {
char ch = str.charAt(i);
if ("0123456789".indexOf(ch) < 0) {
end = i;
break;
} else {
// 截取的字符串长度可能会超过Integer的边界
if (i >= 10) {
long tem = Long.valueOf(str.substring(0, i+1));
if (tem > Integer.MAX_VALUE) {
return Integer.MAX_VALUE;
} else if (tem < Integer.MIN_VALUE) {
return Integer.MIN_VALUE;
}
}
}
}
if (end <= start) {
return 0;
}
long result = Long.valueOf(str.substring(0, end));
if (result > Integer.MAX_VALUE) {
return Integer.MAX_VALUE;
} else if (result < Integer.MIN_VALUE) {
return Integer.MIN_VALUE;
}
return (int)result;
}
04 第三种解法
我们也可以不采用截取字符串的方式，通过计算每一位数，判断是否是0到9的数字，并且判断是否越界。
public int myAtoi3(String str) {
if (str == null) {
return 0;
}
str = str.trim();
if (str.isEmpty()) {
return 0;
}
int index = 0, total = 0, n = str.length();
int sign = 1;
// 判断正负
// 只判断一次，不能使用循环
if (index < n && (str.charAt(index) == '+'
|| str.charAt(index) == '-')) {
sign = str.charAt(index) == '-' ? -1 : 1;
index++;
}
// 计算整数
while (index < n) {
int num = str.charAt(index)-'0';
if (num < 0 || num > 9) {
break;
}
// 避免越界
if (total > Integer.MAX_VALUE/10 ||
(total == Integer.MAX_VALUE/10
&& num > Integer.MAX_VALUE%10)) {
return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
}
total = total*10 + num;
index++;
}
return total*sign;
}
05 小结
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