LeetCode刷题第8题【字符串转换整数 (atoi)】---解题思路及源码注释-优快云博客

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LeetCode刷题第8题【字符串转换整数 (atoi)】—解题思路及源码注释

结果预览

代码执行效果

一、题目描述

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。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

空格：读入字符串并丢弃无用的前导空格（" "）
符号：检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为 ‘-’ 还是 ‘+’。如果两者都不存在，则假定结果为正。
转换：通过跳过前置零来读取该整数，直到遇到非数字字符或到达字符串的结尾。如果没有读取数字，则结果为0
舍入：如果整数数超过 32 位有符号整数范围 [−231, 231 − 1] ，需要截断这个整数，使其保持在这个范围内。具体来说，小于−231 的整数应该被舍入为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被舍入为 231 − 1 。
返回整数作为最终结果。

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。

带下划线线的字符是所读的内容，插入符号是当前读入位置。
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"）
           ^

示例 2：

输入：s = " -042"

输出：-42

解释：

第 1 步："   -042"（读入前导空格，但忽视掉）
            ^
第 2 步："   -042"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
             ^
第 3 步："   -042"（读入 "042"，在结果中忽略前导零）
               ^

示例 3：

输入：s = "1337c0d3"

输出：1337

解释：

第 1 步："1337c0d3"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："1337c0d3"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
         ^
第 3 步："1337c0d3"（读入 "1337"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
             ^

示例 4：

输入：s = "0-1"

输出：0

解释：

第 1 步："0-1" (当前没有读入字符，因为没有前导空格)
         ^
第 2 步："0-1" (当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步："0-1" (读入 "0"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止)
          ^

示例 5：

输入：s = "words and 987"

输出：0

解释：

读取在第一个非数字字符“w”处停止。

提示：

    0 <= s.length <= 200
    s 由英文字母（大写和小写）、数字（0-9）、' '、'+'、'-' 和 '.' 组成

二、解题思路

1、问题理解

我们需要将一个字符串转换为整数，并处理以下几种情况：

跳过前导空格。
判断字符串的符号（+ 或 -）。
转换数字部分，跳过前导零，直到遇到非数字字符。
判断是否溢出，超出 32 位整数范围则返回最大或最小值。

2、解题思路

空格处理：我们从字符串的开始处去掉所有的空格。
符号处理：接着检查下一个字符，判断是否为 + 或 -，决定整数的符号。
数字转换：通过字符的数字值（‘0’ 到 ‘9’）逐步构建整数，并跳过前置零。
溢出检查：在每次数字转换时检查是否会超出 32 位有符号整数的范围。
返回值：如果没有有效的数字，则返回 0。

3、溢出判断

最大值：INT_MAX = 2^31 - 1 = 2147483647
最小值：INT_MIN = -2^31 = -2147483648

如果反转后的数字超过了这两个值，则返回相应的最大值或最小值。

三、代码实现及注释

1、源码实现

class Solution {
public:
    int myAtoi(std::string s) {
        int i = 0;
        int n = s.length();
        int result = 0;
        int sign = 1;  // 默认为正数
        
        // 1. 跳过前导空格
        while (i < n && s[i] == ' ') {
            i++;
        }
        
        // 2. 判断符号
        if (i < n && (s[i] == '-' || s[i] == '+')) {
            sign = (s[i] == '-') ? -1 : 1;  // 根据符号设置 sign
            i++;  // 跳过符号
        }
        
        // 3. 转换数字
        while (i < n && isdigit(s[i])) {
            int digit = s[i] - '0';  // 获取数字字符对应的整数
            
            // 检查是否溢出
            if (result > INT_MAX / 10 || (result == INT_MAX / 10 && digit > 7)) {
                return (sign == 1) ? INT_MAX : INT_MIN;  // 超过最大范围，返回溢出值
            }
            
            result = result * 10 + digit;
            i++;
        }
        
        // 4. 返回最终结果
        return result * sign;
    }
};