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LC 8. 字符串转换整数

作者:互联网

1. 问题描述


请你来实现一个 myAtoi(string s) 函数,使其能将字符串转换成一个 32 位有符号整数(类似 C/C++ 中的 atoi 函数)。s 由英文字母(大写和小写)、数字(0-9)、' '、'+'、'-' 和 '.' 组成

函数 myAtoi(string s) 的算法如下:

  1. 读入字符串并丢弃无用的前导空格

  2. 检查下一个字符(假设还未到字符末尾)为正还是负号,读取该字符(如果有)。 确定最终结果是负数还是正数。 如果两者都不存在,则假定结果为正。

  3. 读入下一个字符,直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。

  4. 将前面步骤读入的这些数字转换为整数(即,"123" -> 123"0032" -> 32)。如果没有读入数字,则整数为 0 。必要时更改符号(从步骤 2 开始)。

  5. 如果整数数超过 32 位有符号整数范围 [−2^31,  2^31 − 1] ,需要截断这个整数,使其保持在这个范围内。6. 具体来说,小于 −2^31 的整数应该被固定为 −2^31 ,大于 2^31 − 1 的整数应该被固定为 2^31 − 1

返回整数作为最终结果。

注意:

示例 1:
输入:s = "42"
输出:42
解释:加粗的字符串为已经读入的字符,插入符号是当前读取的字符。
第 1 步:"42"(当前没有读入字符,因为没有前导空格)
         ^
第 2 步:"42"(当前没有读入字符,因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步:"42"(读入 "42")
           ^
解析得到整数 42 。
由于 "42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 42 。

示例 2:
输入:s = "   -42"
输出:-42
解释:
第 1 步:"   -42"(读入前导空格,但忽视掉)
            ^
第 2 步:"   -42"(读入 '-' 字符,所以结果应该是负数)
             ^
第 3 步:"   -42"(读入 "42")
               ^
解析得到整数 -42 。
由于 "-42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 -42 。

示例 3:
输入:s = "4193 with words"
输出:4193
解释:
第 1 步:"4193 with words"(当前没有读入字符,因为没有前导空格)
         ^
第 2 步:"4193 with words"(当前没有读入字符,因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步:"4193 with words"(读入 "4193";由于下一个字符不是一个数字,所以读入停止)
             ^
解析得到整数 4193 。
由于 "4193" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 4193 。

2. 题解


方法一、自动机

思路

字符串处理的题目往往涉及复杂的流程以及条件情况,如果直接上手写程序,一不小心就会写出极其臃肿的代码。

因此,为了有条理地分析每个输入字符的处理方法,可以使用自动机这个概念:程序在每个时刻有一个状态 s,每次从序列中输入一个字符 c,并根据字符 c 转移到下一个状态 s'。这样,只需要建立一个覆盖所有情况的从 s 与 c 映射到 s' 的表格即可解决题目中的问题。

算法

本题可以建立如下图所示的自动机:

也可以用下面的表格来表示这个自动机:

' ' +/- number other
start start signed in_number end
signed end end in_number end
in_number end end in_number end
end end end end end

接下来编程部分就非常简单了:只需要把上面这个状态转换表抄进代码即可。

另外自动机也需要记录当前已经输入的数字,只要在 s' 为 in_number 时,更新输入的数字,即可最终得到输入的数字。

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        Automaton automaton = new Automaton();
        int length = str.length();
        for (int i = 0; i < length; ++i) {
            automaton.get(str.charAt(i));
        }
        return (int) (automaton.sign * automaton.ans);
    }
}

class Automaton {
    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", "in_number", "end"});
            put("signed", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
            put("in_number", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
            put("end", new String[]{"end", "end", "end", "end"});
        } 
    };

    public void get(char c) {
        state = table.get(state)[get_col(c)];
        if ("in_number".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;
    }
}

复杂度分析


方法二、模拟(不推荐)

特殊用例:

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        int res = 0, flag = 1;
        boolean appearNum = false;
        for(int i=0; i<s.length(); i++){
            char c = s.charAt(i);
            //去除前导空格
            while(!appearNum && i+1<s.length() && c==' '){
                i++;
                c = s.charAt(i);
            }
            //去除符号,符号可能存在多个(返回0)
            if(!appearNum && (c=='+' || c=='-')){
                if(i+1 < s.length() && !Character.isDigit(s.charAt(i+1))){
                    //"+-12"
                    return res;
                }
                if(c=='-'){
                    flag *= -1;
                }
                if(i+1 < s.length()){
                    i++;
                    //为了后面判断出现非数字字符,可直接返回。排除了"+/-"
                    c = s.charAt(i);
                }
                
            }
            //去除前导空格以及符号后,若出现非数字,直接返回
            if(!Character.isDigit(c)){
                return res;
            }
            if(Character.isDigit(c)){
                appearNum = true;
                int digit = c-'0';
                //判断边界条件!!
                if(res < (Integer.MIN_VALUE+digit)/10){
                    return Integer.MIN_VALUE;
                }else if(res > (Integer.MAX_VALUE-digit)/10){
                    return Integer.MAX_VALUE;
                }
                res = res*10+flag * digit;
            }
        }
        return res;
    }
}

标签:字符,end,LC,42,number,整数,4193,读入,字符串
来源: https://www.cnblogs.com/guo-nix/p/16512593.html