Easy | LeetCode 8 | 字符串转换整数 (atoi)

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

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，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) 。

思路一:
按照一般的思路, 先跳过空格, 然后判断是否存在正负号, 最后累积数值, 同时判断是否越界。

这种方法执行效率最高, 所花的时间最短。

C++代码实现

int myAtoi(string s) {
    int i = 0, sign = 1;
    // 跳过空格
    while(s[i] == ' ')  i++;
    // 判断符号
    if(s[i] == '+') {
        i++;
    } else if (s[i] == '-') {
        sign = -1;
        i++;
    }
    
    int number = 0;
    int maxThreshold = INT_MAX/10;
    int minThreshold = INT_MIN/10;
    // 赋予数字符号
    if (i < s.size() && isdigit(s[i])) {
        number = sign * (int)(s[i]-'0');
        i++;
    }
	// 累积数字
    while(i < s.size() && isdigit(s[i])) {
        // 判断是否发生溢出
        if (number > maxThreshold || (number == maxThreshold && s[i] > '7')) return INT_MAX;
        if (number < minThreshold || (number == minThreshold && s[i] > '8')) return INT_MIN;
        number = number*10 + (int)(s[i] - '0')*sign;
        i++;
    }
    return number;
}

思路二: 正则表达式匹配

Python语言实现

def myAtoi(self, s: str) -> int:
        return max(min(int(*re.findall('^[\+\-]?\d+', s.lstrip())), 2**31 - 1), -2**31)

max(min(数字, (2^31) - 1), -2^31) 用来防止结果越界
为什么可以使用正则表达式？如果整数过大溢出怎么办？
题目中描述： 假设我们的环境只能存储 32 位大小的有符号整数
**首先，这个假设对于 Python 不成立，Python 不存在 32 位的 int 类型。**其次，即使搜索到的字符串转32位整数可能导致溢出，我们也可以直接通过字符串判断是否存在溢出的情况（比如 try 函数 或 判断字符串长度 + 字符串比较）

Java语言实现

import java.util.regex.*;
class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        //清空字符串开头和末尾空格（这是trim方法功能，事实上我们只需清空开头空格）
        str = str.trim();
        //java正则表达式
        Pattern p = Pattern.compile("^[\\+\\-]?\\d+");
        Matcher m = p.matcher(str);
        int value = 0;
        //判断是否能匹配
        if (m.find()){
            //字符串转整数，溢出
            try {
                value = Integer.parseInt(str.substring(m.start(), m.end()));
            } catch (Exception e){
                //由于有的字符串"42"没有正号，所以我们判断'-'
                value = str.charAt(0) == '-' ? Integer.MIN_VALUE: Integer.MAX_VALUE;
            }
        }
        return value;
    }
}