leetcode8 字符串转换整数 (atoi)

本文介绍了一个atoi函数的实现,用于将字符串转换为整数。解析了如何处理字符串前导空格、正负号、数字字符组合及越界判断等问题,确保转换结果符合32位有符号整数范围。

题目

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,qing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

注意越界判断,与leetcode第7题不同的地方在于即使使用long类型也可能导致long类型溢出,所以这里直接校验int的上下界。

实现

直接判断MAX和MIN的末位

class Solution {
public:
    int myAtoi(string str) {
        int res = 0;
        int i = 0;
        while (i < str.size() && str[i] == ' ') {
            ++i;
        }
        if (i == str.size()) {
            return res;
        }
        if (str[i] != '+' && str[i] != '-' && (str[i] < '0' || str[i] > '9')) {
            return res;
        }
        int tag = 1;
        if (str[i] == '+') {
            tag = 1;
        } else if (str[i] == '-') {
            tag = -1;
        } else {
            res = str[i] - '0';
        }
        ++i;
        while (i < str.size() && str[i] >= '0' && str[i] <= '9') {
            if (res < INT_MIN / 10 || (res == INT_MIN / 10 && str[i] - '0' > 8)) {
                return INT_MIN;
            } 
            if (res > INT_MAX / 10 || (res == INT_MAX / 10 && str[i] - '0' > 7)) {
                return INT_MAX;
            }
            res = res * 10 + tag * (str[i] - '0');
            ++i;
        }
        return res;
    }
};
### LeetCode8 题:字符串转换整数 (atoi) #### 解决方案概述 LeetCode8 题的目标是实现一个函数 `myAtoi(string s)`,用于将给定的字符串转换为一个 32 位有符号整数。以下是解决方案的核心逻辑: 1. **去除前导空格** 使用指针或索引来跳过所有的前导空格字符。 2. **处理正负号** 如果存在 `'+'` 或 `'-'` 符号,则记录其影响,并移动指针到下一个字符位置。 3. **逐位提取数字** 对于连续的数字字符,将其化为数值形式并通过累加的方式构建最终的结果值。注意,在每次累加之前都需要检查是否会超出 32 位有符号整数的范围 `[−2³¹, 2³¹ − 1]`[^3]。 4. **边界裁剪** 当检测到即将发生溢出时,立即返回相应的边界值 `-2³¹` 或 `2³¹ - 1`。 5. **终止条件** 若当前字符不是有效的数字字符或者已经超出了有效范围,则停止进一步计算并返回已有的结果值。 下面是基于上述思路的具体 Python 实现代码: ```python class Solution: def myAtoi(self, s: str) -> int: INT_MAX = 2**31 - 1 # 上限 INT_MIN = -(2**31) # 下限 index = 0 n = len(s) # 去掉前面的空白字符 while index < n and s[index] == ' ': index += 1 # 判断是否有正负号 sign = 1 if index < n and (s[index] == '+' or s[index] == '-'): sign = -1 if s[index] == '-' else 1 index += 1 result = 0 # 提取数字部分 while index < n and s[index].isdigit(): digit = ord(s[index]) - ord('0') # 将字符为对应数字 [^2] # 检查是否会发生溢出 if result > (INT_MAX - digit) // 10: return INT_MIN if sign == -1 else INT_MAX result = result * 10 + digit index += 1 return sign * result ``` --- #### 关键点分析 1. **移除前导空格** 在遍历字符串的过程中,首先忽略所有开头处的空格字符。这一步可以通过简单的循环完成。 2. **识别正负号** 正负号仅允许出现在第一个非空格字符的位置上。如果发现的是 `'+'` 或者 `'-'`,则设置标志变量 `sign` 来跟踪后续结果应乘以哪个因子(即正值还是负值)。之后继续前进至下一位字符。 3. **数字拼接与溢出控制** 数字由多个连续的阿拉伯数字组成。对于每一个合法的数字字符,先验证加入它后不会造成数据溢出;然后再执行实际的操作——将现有总和扩大十倍再加上新读入的一位数。 4. **结束判定** 如遇任何非法字符(既不为空白也不属于数字范畴),立刻中断解析过程并将目前累积得到的部分作为最后答案输出。 --- #### 示例运行情况 考虑几个典型的测试样例及其预期行为: | 输入 | 输出 | |------------------------|-----------| | `"42"` | `42` | | `" -42"` | `-42` | | `"4193 with words"` | `4193` | | `"words and 987"` | `0` | | `"-91283472332"` | `-2147483648` | 以上例子展示了不同场景下的表现如何满足题目需求以及边缘状况处理得当与否的重要性。 ---
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