Java有限状态机解力扣题：8. 字符串转换整数 (atoi)，代码实现及详细解析

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前言
一、确定有限状态机(DFA)是什么？
二、确定有限状态机(DFA)的作用
三、题目解析
四、代码实现
总结

前言

在我重复刷力扣题：8. 字符串转换整数 (atoi) 时，发现了一个之前没发现的解法，就是确定有限状态机（DFA），此处对该解法做一个记录

一、确定有限状态机(DFA)是什么？

对于该题，就是逐字符读取题目给出的字符串，然后在当前状态下，读到该字符，应该转变为什么样子的状态，然后再通过该状态去进行相应的操作；
对于“有限”两字的理解，我的理解是，当前状态只会不断的朝着结束状态靠近，不会返回到上一级的状态，就是只会朝着可执行状态数量越来越少的方向靠近。

二、确定有限状态机(DFA)的作用

通过DFA，可以减少代码有过多的 if - else 条件判断语句（貌似这道题通过DFA并没有减少很多的 if - else语句，相反代码行数还挺多，应该是这道题的判断条件并不多，如果判断条件更加的多，更加的繁杂，通过DFA还是有相应的优化的）；
使用DFA还可以增加代码的维护性，使代码更加容易修改和维护。

三、题目解析

对于该题，有四种状态，分别是：
start ：读到空格时的状态
singed ：读到 - / + 号时的状态
in_number：读到数字时的状态
end：读到其他的字符时的状态

初始状态为start，作为该DFA的一个入口，可以列出下面这个状态表

	‘ ’（空格）	+ / -	number(数字）	other（其他）
start	start	singed	number	other
singed	end	end	in_number	end
in_number	end	end	in_number	end
end	end	end	end	end

解释：（只举了其中一种可能的例子）
刚开始是start状态，如果刚开始读到的字符是空格，就对应的start的状态，不停的循环，直到读到非空格为止；
如果start的状态下读到了 + / - 号，那么就进入下一个状态singed状态，此状态下将读到的符号通过一个变量给存储下来。
根据题目的要求，符号的后面只能接数字，如果是非数字，那么这个字符串就无法转化为整数，直接返回0；所以，singed状态下如果读到了空格、符号、其他字符，就直接跳转到结束状态，如果读到的是数字，那么就跳转到in_number状态，而in_number状态下和singed状态是一样的，只要读到非数字，就直接转到结束状态。

四、代码实现

class Solution {
    
    public int myAtoi(String str) {
        Automaton auto = new Automaton();
        char[] ch = str.toCharArray();
        
        for(char c : ch){
        	//如果auto.calculate(c)是false,则终止循环
            if(!auto.calculate(c)) break;
        }
        return auto.sum;
    }
}
class Automaton{
	//设置确定有限状态机的状态
    final String START = "start";//开始状态
    final String SIGNED = "signed";//符号位状态
    final String IN_NUMBER = "in_number";//数字位状态
    final String END = "end";//结束状态

    String state = START;//设置初始状态，start
    int sum = 0;//记录字符转换为数字的结果
    int sign = 1;//记录符号
    
	//通过HashMap构建一个DFA表
    Map<String, String[]> table;
    public Automaton(){
        table = new HashMap<>();  
        table.put(START, new String[]{START, SIGNED, IN_NUMBER, END});
        table.put(SIGNED, new String[]{END, END, IN_NUMBER, END});
        table.put(IN_NUMBER, new String[]{END, END, IN_NUMBER, END});
        table.put(END, new String[]{END, END, END, END});
    }
	
	//用来获取该字符所对应的DFA表里的列
    public int getState(char c){
        if(c == ' ') return 0;
        if(c == '+' || c == '-') return 1;
        if(c >= '0' && c <= '9') return 2;
        return 3;
    }

    public boolean calculate(char c){
    	//table.get(state)获取到DFA表里的行
    	//getState(c)获取该字符在DFA表里的列
   		//两者组合，获取到了一个确定的状态
        state = table.get(state)[getState(c)];
        
        if(END.equals(state)){//结束状态，返回false，传达终止信号
            return false;
        }else if(SIGNED.equals(state)){//符号位状态，记录当前符号
            sign = c == '-' ? -1 : 1;
        }else if(IN_NUMBER.equals(state)){//数字位状态
            int num = c - '0';//将char 转换为 int
            //此处题目要求，只能用int来存储数据类型，所以通过该方法判断sum是否越界
            //如果没越界
            if(sum >= (Integer.MIN_VALUE + num) / 10 && sum <= (Integer.MAX_VALUE - num) / 10){
                sum = sum * 10 + (sign * num);
            }else{//如果越界了
                sum = sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
                return false;
            }
        }
        return true;//传达继续判断信号
    }
}