编程训练第四期——字符串转换整数 (atoi)

编程问题：

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
• 检查第一个字符（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 [−2^31, 2^31 − 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 −2^31 的整数应该被固定为 −2^31 ，大于 2^31 − 1 的整数应该被固定为 2^31 − 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。

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示例：

• 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 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 42 。
• 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 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 -42 。
• 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 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 4193 。
• 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 [-2^31, 2^31 - 1] 的下界，最终结果被截断为 -2^31 = -2147483648 。

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解法：

1.确定有限状态机（deterministic finite automaton, DFA）
时间复杂度O(N)
空间复杂度O(1)

class Solution {
private:
    string trim(string str)
    {
        str.erase(0, str.find_first_not_of(" \t")); // 去掉头部空格
        str.erase(str.find_last_not_of(" \t") + 1); // 去掉尾部空格
        return str;
    }

public:
    int myAtoi(string str) 
    {
        str = trim(str);
        if (str.length() == 0) return 0;
        if (!isdigit(str[0])
            && str[0] != '-' && str[0] != '+')
            return 0;
        int res = 0;
        bool neg = str[0] == '-';
        int i = !isdigit(str[0]) ? 1 : 0;
        while (i < str.length() && isdigit(str[i])) 
        {
            int tmp = ((neg ? INT_MIN : INT_MIN + 1) + (str[i] - '0')) / 10;
            if (tmp > res) 
            {
                return neg ? INT_MIN : INT_MAX;
            }
            res = res * 10 - (str[i++] - '0');
        }
        return neg ? res : -res;
    }
};