8. 字符串转换整数 (atoi)-力扣（LeetCode）

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（类似 C/C++ 中的 atoi 函数）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

1. 读入字符串并丢弃无用的前导空格
2. 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。
3. 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。
4. 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）。
5. 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 。
6. 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 。

提示：

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

思路

根据题意，有以下四种字符需要考虑：

   1. 首部空格： 删除之即可。
   2. 符号位： 三种情况，即 ''+++'' , ''−-−'' , ''无符号" ；新建一个变量保存符号位，返回前判断正负即可。
  3. 非数字字符： 遇到首个非数字的字符时，应立即返回。
  4. 数字字符：
       a. 字符转数字： “此数字的 ASCII 码” 与 “ 000 的 ASCII 码” 相减即可。
       b. 数字拼接： 若从左向右遍历数字，设当前位字符为 ccc ，当前位数字为 xxx ，数字结果为 resresres ，则数字拼接公式为：

数字越界处理：

    题目要求返回的数值范围应在 [−231,231−1][-2^{31}, 2^{31} - 1][−231,231−1] ，因此需要考虑数字越界问题。而由于题目指出 环境只能存储 32 位大小的有符号整数 ，因此判断数字越界时，要始终保持 resresres 在 int 类型的取值范围内。

在每轮数字拼接前，判断 resresres 在此轮拼接后是否超过 214748364721474836472147483647 ，若超过则加上符号位直接返回。
设数字拼接边界 bndry=2147483647//10=214748364，则以下两种情况越界：

下图展示了一个转化示例。

代码

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        char[] c = s.trim().toCharArray();
        if (c.length == 0) return 0;
        int res = 0, bndry = Integer.MAX_VALUE / 10;
        int i = 1, sign = 1;
        if (c[0] == '-') sign = -1;
        else if (c[0] != '+') i = 0;
        for (int j = i; j < c.length; j++) {
            if (c[j] < '0' || c[j] > '9') break;
            if (res > bndry || res == bndry && c[j] > '7') return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            res = res * 10 + (c[j] - '0');
        }
        return sign * res;
    }
}

复杂度分析：

    时间复杂度 O(N) ： 其中 N为字符串长度，线性遍历字符串占用 O(N) 时间。
    空间复杂度 O(N) ： 删除首尾空格后需建立新字符串，最差情况下占用 O(N)额外空间。

若不使用 trim() / strip() 删除首部空格，而采取遍历跳过空格的方式，则可以将空间复杂度降低至 O(1)，代码如下：

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        int res = 0, bndry = Integer.MAX_VALUE / 10;
        int i = 0, sign = 1, length = s.length();
        if(length == 0) return 0;
        while(s.charAt(i) == ' ')
            if(++i == length) return 0;
        if(s.charAt(i) == '-') sign = -1;
        if(s.charAt(i) == '-' || s.charAt(i) == '+') i++;
        for(int j = i; j < length; j++) {
            if(s.charAt(j) < '0' || s.charAt(j) > '9') break;
            if(res > bndry || res == bndry && s.charAt(j) > '7')
                return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            res = res * 10 + (s.charAt(j) - '0');
        }
        return sign * res;
    }
}