8. 字符串转换整数 (atoi)

psyuhen

于 2021-09-15 10:07:06 发布

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分类专栏： leetcode 文章标签：算法

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题目：字符串转换整数

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

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）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

读入字符串并丢弃无用的前导空格
检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为正还是负号，读取该字符（如果有）。确定最终结果是负数还是正数。如果两者都不存在，则假定结果为正。
读入下一个字符，直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。
将前面步骤读入的这些数字转换为整数（即，"123" -> 123， "0032" -> 32）。如果没有读入数字，则整数为 0 。必要时更改符号（从步骤 2 开始）。
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 的整数应该被固定为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被固定为 231 − 1 。
返回整数作为最终结果。
注意：

本题中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。
除前导空格或数字后的其余字符串外，请勿忽略任何其他字符。

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。
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"）
^
解析得到整数 42 。
由于 "42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 42 。
示例 2：

输入：s = " -42"
输出：-42
解释：
第 1 步：" -42"（读入前导空格，但忽视掉）
^
第 2 步：" -42"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
^
第 3 步：" -42"（读入 "42"）
^
解析得到整数 -42 。
由于 "-42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 -42 。
示例 3：

输入：s = "4193 with words"
输出：4193
解释：
第 1 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
^
第 3 步："4193 with words"（读入 "4193"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
^
解析得到整数 4193 。
由于 "4193" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 4193 。
示例 4：

输入：s = "words and 987"
输出：0
解释：
第 1 步："words and 987"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步："words and 987"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
^
第 3 步："words and 987"（由于当前字符 'w' 不是一个数字，所以读入停止）
^
解析得到整数 0 ，因为没有读入任何数字。
由于 0 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 0 。
示例 5：

输入：s = "-91283472332"
输出：-2147483648
解释：
第 1 步："-91283472332"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步："-91283472332"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
^
第 3 步："-91283472332"（读入 "91283472332"）
^
解析得到整数 -91283472332 。
由于 -91283472332 小于范围 [-231, 231 - 1] 的下界，最终结果被截断为 -231 = -2147483648 。

提示：

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

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi
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解题思路一：

不断读入字符串，忽略非数字字符，取到输入的数字字符串，根据题目的要求，当数字范围超过了[-231, 231 - 1]时，结果会被截断输出。非法字符输出0. 在这里，需要针对输入数字的边界作不同过滤，如首字符为”+“，”-“时，需要去掉正负号再判断。还有一种就是当数字前几位全为0时，需要忽略0再判断整数。

在得到的数字后，简单的作法，是判断位数是否超过10位，若超过直接截断输出，若为10位，需要判断负数是否超过-2147483648，正数是否超过2147483647，（此处判断采用字符串的ASCII比较的方式）超过了的话，截断输出。其他情况下，通过Integer.parseInt(number)来转换输出。

代码如下：

public int myAtoi(String s) {
        if (s == null) {
            return 0;
        }
        s = s.trim();
        if (s.length() == 0) {
            return 0;
        }
        final char[] chars = s.toCharArray();
        int length = chars.length;
        int first = 0;
        boolean isfu = (chars[0] == '-');
        if (chars[0] == '-' || chars[0] == '+') {
            first = 1;
        }
        String result = "";
        boolean j = true;
        for (int i = first; i < length; i++) {
            char fch = chars[i];
            if (fch == '0' && j) {
                j = true;
            } else if (fch == '0') {
                result += fch;
            } else if (fch >= '1' && fch <= '9') {
                result += fch;
                j = false;
            } else {
                break;
            }
        }
        int last = result.length();
        if (last > 10) {
            return isfu ? -2147483648 : 2147483647;
        } else if (last == 10) {
            if (isfu) {
                if (result.compareTo("2147483648") >= 0) {
                    return -2147483648;
                }
            } else {
                if (result.compareTo("2147483647") >= 0) {
                    return 2147483647;
                }
            }
        } else if (last == 0) {
            return 0;
        }
        return isfu ? -Integer.parseInt(result) : Integer.parseInt(result);
    }

最终提交的情况如下：

效果不是特别理想

解决思路二:

原来的做法是通过字符串判断，再调用JDK的API来转换，但感觉效率低了点，也不是好方法。

不断读入字符串，忽略非数字字符，取到输入的数字字符串，根据题目的要求，当数字范围超过了[-231, 231 - 1]时，结果会被截断输出。非法字符输出0. 在这里，需要针对输入数字的边界作不同过滤，如首字符为”+“，”-“时，需要去掉正负号再判断。还有一种就是当数字前几位全为0时，需要忽略0再判断整数。在循环判断的过程中，就计算结果，但这样也会超过范围的，所以需要定义结果变量为long型；在每次循环过程中，需要判断得到的结果位数是否超过或者等于10了，若超过或者10位时，说明超范围了，需要做返回即可，不再需要循环读了。

若循环后还是没超10位，直接强转换为int类型即可。

代码如下：

public int myAtoi2(String s) {
        if (s == null) {
            return 0;
        }
        s = s.trim();
        if (s.length() == 0) {
            return 0;
        }
        final char[] chars = s.toCharArray();
        int length = chars.length;
        int first = 0;
        boolean isfu = (chars[0] == '-');
        if (chars[0] == '-' || chars[0] == '+') {
            first = 1;
        }
        boolean j = true;
        long res = 0;
        int len = 0;
        for (int i = first; i < length; i++) {
            char fch = chars[i];
            if (fch == '0' && j) {
                j = true;
            } else if (fch == '0') {
                res = res * 10;
                len++;
            } else if (fch >= '1' && fch <= '9') {
                res = (fch - 48) + res * 10;
                j = false;
                len++;
            } else {
                break;
            }

            if (len > 10) {
                return isfu ? -2147483648 : 2147483647;
            } else if (len == 10) {
                if (isfu && res >= 2147483648L) {
                    return -2147483648;
                } else if (res >= 2147483647) {
                    return isfu ? -2147483647 : 2147483647;
                }
            }
        }

        return isfu ? -(int) res : (int) res;
    }

提交得到的结果如下：