【LeetCode】 字符串转换整数 (atoi)

文章描述了一个实现myAtoi函数的过程,该函数将字符串转换为32位有符号整数,考虑了空字符串、前导空格、符号、数字溢出和非数字字符等情况。在转换过程中,检查并处理了可能的溢出,确保结果在INT_MIN和INT_MAX之间。

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    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)。

 

 

 

问题分析:

首先,需要考虑几个情况:

  1. 输入字符串为空,返回0。
  2. 前导空格需要忽略。
  3. 如果第一个非空字符不是数字、正负号,则返回0。
  4. 如果数字部分的长度超过了 32 位,则需要截断。
  5. 需要考虑对于边界值的处理,即最大值和最小值。

有了以上思路,接下来需要逐步实现代码。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h> // 包含INT_MAX和INT_MIN常量

int myAtoi(char *s) {
    int len = strlen(s);
    int sign = 1; // 符号默认为正
    int result = 0;
    int i = 0;

    // 丢弃前导空格,移动游标i
    while (s[i] == ' ') {
        i++;
    }

    // 确定符号
    if (s[i] == '-') {
        sign = -1;
        i++;
    } else if (s[i] == '+') {
        i++;
    }

    // 转换数字字符
    for (; i < len; i++) {
        if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
            int digit = s[i] - '0';

            // 判断是否超过32位
            if (result > INT_MAX / 10 || (result == INT_MAX / 10 && digit > 7)) {
                return sign > 0 ? INT_MAX : INT_MIN;
            }

            result = result * 10 + digit;
        } else { // 遇到非数字字符,停止转换
            break;
        }
    }

    return sign * result;
}

int main() {
    char testStr1[] = "42";
    char testStr2[] = "   -42";
    char testStr3[] = "4193 with words";
    char testStr4[] = "words and 987";
    char testStr5[] = "-91283472332";

    printf("%d\n", myAtoi(testStr1)); // 42
    printf("%d\n", myAtoi(testStr2)); // -42
    printf("%d\n", myAtoi(testStr3)); // 4193
    printf("%d\n", myAtoi(testStr4)); // 0
    printf("%d\n", myAtoi(testStr5)); // INT_MIN

    return 0;
}

        在上面的代码中,使用了一个 sign 变量来记录正负号,遇到 ‘-’ 号时,符号为负,遇到 ‘+’ 号时,符号为正。

        对于数字转换,使用了一个 result 变量来记录数字,并使用 digit 变量来存储当前字符对应的数字。在处理过程中,需要考虑溢出的情况,当 result 大于 32 位有符号整数的最大值或者小于 32 位有符号整数的最小值时,需要直接返回边界值。

最后,返回 resultsign 相乘的结果,即可得到最终结果。

题目描述: 请你来实现一个 atoi 函数,使其能将字符串转换整数。该函数需要丢弃无用的开头空格,找到第一个非空格字符,然后将其后面的字符(如果符合要求的话)转换整数,如果第一个非空字符为正或者负号时,将该符号与后面尽可能多的连续数字组合起来,返回整数。如果第一个非空字符是非数字字符或者一开始没有给定任何数字,则返回 0。 注意: 假如只能存储有限的整数范围内,例如32位整数,则请返回 INT_MAX(231 − 1)或 INT_MIN(−231)。 示例: 输入: "42" 输出: 42 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 。 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。 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。 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)。 解题思路: 这道题比较繁琐,需要注意的地方很多,需要仔细考虑每一种情况。下面是一种比较清晰的思路: 1. 删除字符串前面的空格。 2. 判断第一个非空字符是否为正负号或数字,如果是数字则开始转换,否则直接返回0。 3. 转换过程中如果遇到非数字字符,则停止转换,返回当前已转换的数字。 4. 判断转换后的数字是否超出了32位有符号整数的范围,如果超出了则返回对应的极值。 代码实现: ```python class Solution: def myAtoi(self, str: str) -> int: # 删除字符串前面的空格 str = str.lstrip() # 判断第一个非空字符是否为正负号或数字 if not str or (not str[0].isdigit() and str[0] not in ['+', '-']): return 0 # 转换过程中如果遇到非数字字符,则停止转换 i = 1 while i < len(str) and str[i].isdigit(): i += 1 # 转换数字 num_str = str[:i] sign = -1 if num_str[0] == '-' else 1 num = 0 for c in num_str: if c.isdigit(): num = num * 10 + int(c) else: break # 判断转换后的数字是否超出了32位有符号整数的范围 max_int = 2**31 - 1 min_int = -2**31 num = num * sign if num > max_int: return max_int elif num < min_int: return min_int else: return num ``` 时间复杂度:$O(n)$,其中 $n$ 是字符串的长度。需要对字符串进行一次遍历。 空间复杂度:$O(1)$。除了常量空间之外,不需要额外的空间。
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