Python字符串转换整数 (atoi)

本文深入解析了atoi函数的实现过程,涵盖了如何处理各种输入情况,包括空白字符、正负号、数字序列及非法输入等。文章详细介绍了如何通过正则表达式和条件判断来确保函数的正确性和效率。


题目:

实现 atoi,将字符串转为整数。

提示:仔细考虑所有输入情况。如果你想挑战自己,请不要看下面并自己考虑所有可能的输入情况。

说明:这题解释的比较模糊(即没有指定输入格式)。你得事先汇集所有的输入情况。

atoi的要求:

这个函数需要丢弃之前的空白字符,直到找到第一个非空白字符。之后从这个字符开始,选取一个可选的正号或负号后面跟随尽可能多的数字,并将其解释为数字的值。
字符串可以在形成整数的字符后包括多余的字符,将这些字符忽略,这些字符对于函数的行为没有影响。
如果字符串中的第一个非空白的字符不是有效的整数,或者没有这样的序列存在,字符串为空或者只包含空白字符则不进行转换。
如果不能执行有效的转换,则返回 0。如果正确的值超过的可表示的范围,则返回 INT_MAX(2147483647)或 INT_MIN(-2147483648)。

解法

这道题的难点在于如何将所有可能输入的情况覆盖到。
题目中包括的:
任意地方的空白字符‘ ’
跳过任意地方的非数字字符
数值范围限制(INT_MAX or INT_MIN)

for example中包括的:
标记出正负
剔除空白字符
判断数值大小是否超过范围
非法输入

LeetCode 比较快的算法,很简洁

class Solution:
    def myAtoi(self, str):
        """
        :type str: str
        :rtype: int
        """
        import re
        
        pattern = r"[\s]*[+-]?[\d]+"
        match = re.match(pattern, str)
        if match:
            res = int(match.group(0))
            if res > 2 ** 31 - 1:
                res = 2 ** 31 -1
            if res < - 2 ** 31:
                res = - 2 ** 31
        else:
            res = 0
        return res

自己实现的

class Solution:
    def myAtoi(self, str):
        """
        :type str: str
        :rtype: int
        """
        if '' == str.strip():
            return 0
        sign, base, i = 1, 0, 0
        INT_MAX = 2147483647
        INT_MIN = -INT_MAX - 1
        while (str[i] == ' '):
            i += 1
        if str[i] == '-' or str[i] == '+':
            if str[i] == '-':
                sign = -1
            i += 1

        while i < len(str) and '0' <= str[i] <= '9':
            if base > INT_MAX // 10 or base == INT_MAX // 10 and int(str[i]) > 7:
                return INT_MAX if sign == 1 else INT_MIN

            base = 10 * base + int(str[i])
            i += 1

        return base * sign


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<think>首先,用户的问题是:“python字符串转变为整数atoi”,意思是“Python字符串转换整数atoi”。这里的“atoi”可能指的是C语言中的atoi函数,但在Python中,我们可以使用内置函数如int()来实现类似功能。 我的任务是: 1. 使用中文回答问题。 2. 回答完问题后,提出3-5个相关问题。 3. 这些问题必须以“§§相关问题§§”开头,且输出在末尾。 4. 第一行必须完整输出“§§相关问题§§”。 5. 禁止换行分散,意思是相关问题部分应该紧凑,不要有不必要的换行。 6. 根据用户的问题和我的回答提出相关问题。 从示例中,我需要先回答用户的问题,然后以“§§相关问题§§”开头,接着列出3-5个问题。 用户的问题是关于Python中将字符串转换整数,提到“atoi”。在Python中,标准的做法是使用int()函数。例如,int("123")会返回123。atoi在C语言中是ASCII to integer的缩写,Python的int()函数提供了类似功能。 我应该解释如何实现: - 使用int()函数。 - 处理可能的异常,比如如果字符串不是有效的整数(如包含非数字字符),int()会引发ValueError。 - 用户提到“atoi”,可能在暗示一个自定义实现,比如LeetCode问题中的atoi函数,它可能需要处理边界情况如溢出、空格、符号等。 在LeetCode或其他编程问题中,atoi函数通常需要处理: - 忽略前导空格。 - 检查符号(+或-)。 - 只转换有效的数字部分。 - 处理溢出情况(如超出32位整数范围)。 - 如果遇到非数字字符,停止转换。 我应该提供一个Python实现的示例,类似于LeetCodeatoi问题。 例如,实现一个myAtoi函数: - 移除前导空格。 - 读取符号(可选)。 - 读取数字直到非数字字符。 - 转换整数。 - 处理溢出。 代码示例: ```python def myAtoi(s: str) -> int: s = s.strip() # 移除前导空格 if not s: return 0 sign = 1 if s[0] in ['-', '+']: if s[0] == '-': sign = -1 s = s[1:] # 移除符号 # 读取数字部分 num = 0 for char in s: if not char.isdigit(): break num = num * 10 + int(char) num *= sign # 处理溢出 INT_MAX = 2**31 - 1 INT_MIN = -2**31 if num > INT_MAX: return INT_MAX elif num < INT_MIN: return INT_MIN else: return num ``` 在我的回答中,我需要: 1. 解释如何将字符串转换整数。 2. 讨论使用int()函数。 3. 提供一个自定义atoi实现的示例,因为它更贴近用户的描述。 用户说“python字符串转变为整数atoi”,所以焦点是atoi-like实现。 现在,回答结构: - 先用中文解释。 - 然后提供代码示例。 - 最后添加相关问题。 相关问题必须基于用户的问题和我的回答。提出3-5个问题。 可能的想法: 1. 如何处理字符串中的非数字字符? 2. 如何处理溢出情况? 3. 为什么需要移除前导空格? 4. 与Python内置int()函数相比,自定义atoi有什么优势? 5. 如何测试这个函数的边界情况? 确保相关问题列表以“§§相关问题§§”开头,然后是编号列表。 输出格式: - 回答内容。 - ``` 代码块如果有 ``` - §§相关问题§§ 1. ... 2. ... 3. ... 从示例中,代码块是用于展示代码的。 在我的回答中: 1. 解释:在Python中,将字符串转换整数通常使用内置的int()函数。但对于atoi-like功能,可能需要自定义实现来处理特定情况。 2. 提供一个自定义myAtoi函数的实现。 3. 解释代码的关键部分。 然后,相关问题: 1. 在自定义atoi函数中,为什么需要处理前导空格? 2. 如果字符串包含多个符号(如"++123"),应该如何处理? 3. 如何优化这个atoi函数以提高效率? 4. 在哪些场景下使用自定义atoi而不是内置int()函数? 5. 如何处理浮点数或科学记数法的字符串? 确保3-5个问题。 最终输出: - 中文回答。 - 代码示例(可选)。 - §§相关问题§§ 1. ... 2. ... 3. ... </think>### Python字符串转换整数atoi实现) 在Python中,将字符串转换整数通常使用内置的`int()`函数,但如果需要实现类似C语言`atoi`函数的功能(即处理特定边界情况),需自定义逻辑。以下是自定义`myAtoi`的实现,基于LeetCode问题要求,处理空格、符号、非数字字符和32位整数溢出: ```python def myAtoi(s: str) -> int: # 移除前导空格 s = s.strip() if not s: return 0 # 处理符号 sign = 1 if s[0] in ['+', '-']: if s[0] == '-': sign = -1 s = s[1:] # 转换数字部分 num = 0 for char in s: if not char.isdigit(): break num = num * 10 + int(char) # 应用符号并处理溢出 num *= sign INT_MAX = 2**31 - 1 INT_MIN = -2**31 if num > INT_MAX: return INT_MAX elif num < INT_MIN: return INT_MIN else: return num ``` **关键点解释:** 1. **前导空格处理**:使用`strip()`移除开头空格,符合常见输入格式(如 `" 123"`)。 2. **符号处理**:检查首字符是否为`+`或`-`,并调整符号标志。 3. **数字转换**:遍历字符串,遇到非数字字符时停止转换(如 `"123a"` 只取 `123`)。 4. **溢出检查**:转换整数后,确保结果在32位整数范围内(`-2^31` 到 `2^31 - 1`),否则截断到边界值。 5. **与内置`int()`的区别**:内置`int()`直接转换整个字符串(如 `int("123a")` 会报错),而此实现更接近`atoi`的健壮性需求。
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