Leetcode 8. 字符串转换整数 (atoi)

题目

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。

当我们寻找到的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组合起来，作为该整数的正负号；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，形成整数。

该字符串除了有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符，这些字符可以被忽略，它们对于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。

在任何情况下，若函数不能进行有效的转换时，请返回 0。

说明：

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，qing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) 。

解答

解法一：long 解决溢出

使用 long 保存计算结果。

计算时，结果如果溢出了 int 的整数上下界，直接返回最值。

优点是简单，缺点是 long 的运算肯定比 int 的运算开销要大。

代码

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        // 去除前导空格
        int index = 0;
        char[] chars = str.toCharArray();
        while(index < chars.length && chars[index] == ' ') index ++;
        if(index == chars.length) return 0;
        
        // 判断是否是一个有效的整数起始字符
        boolean isValidStart = chars[index] == '+' || chars[index] == '-' || chars[index] >= '0' || chars[index] <= '9';
        if(!isValidStart) {
            return 0;
        }
        
        return convert(chars, index);
    }
    
    private int convert(char[] chars, int start) {
        // 设置符号位
        int sign = 1;
        if(chars[start] == '-' || chars[start] == '+') {
            sign = chars[start ++] == '-' ? -1 : 1;
        }
        
        // 开始转整数
        long res = 0;
        for(int i = start; i < chars.length; i ++) {
            char ch = chars[i];
            
            // 如果是多个符号位的情况或者超出数字位会直接结束循环
            if(ch < '0' || ch > '9') break;
            
            // 迭代
            int chVal = ch - '0';
            res = res * 10 + chVal;
            
            // 如果溢出直接返回最值
            if(sign > 0 && res > Integer.MAX_VALUE) return Integer.MAX_VALUE;
            if(sign < 0 && (sign * res) < Integer.MIN_VALUE) return Integer.MIN_VALUE;
        }
        
        return (int)(sign * res);
    }
}

结果

解法二：负数迭代解决溢出

既然 long 保存计算结果的运算开销大，那么能不能用 int 保存计算结果呢？

• 可以，那就是使用负数迭代方法，参考了 jdk 里 Integer.parseInt() 的思想 。

不使用 long 数据类型解决溢出问题。而是使用 int ，这让我学到了另一种方法，收获良多 ：）

代码

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        // 去除前导空格
        int start = 0;
        char[] chars = str.toCharArray();
        while(start < chars.length && chars[start] == ' ') start ++;
        if(start == chars.length) return 0;
        
        // 开始转换整数
        int res = 0;
        boolean isNegative = false;
        for(int i = start; i < chars.length; i ++) {
            char ch = chars[i];
            if(ch == '-' && i == start) {
                isNegative = true;
            } else if(ch == '+' && i == start) {
                continue;
            } else if(ch >= '0' && ch <= '9') {
                int chVal = ch - '0';
                if(isNegative && (Integer.MIN_VALUE + chVal) / 10 > res) return Integer.MIN_VALUE;
                if(!isNegative && (Integer.MIN_VALUE + 1 + chVal) / 10 > res) return Integer.MAX_VALUE;
                
                // 使用负数迭代，避免了使用正数迭代时的边界溢出问题 （2147483648 无法用 int 正数表示）
                res = res * 10 - chVal;
            } else {
                break;
            }
        }
        
        return isNegative ? res : - res;
    }
}

结果