算法④：把字符串变成数字
算法④：把字符串变成数字
题目链接：https://leetcode-cn.com/problems/ba-zi-fu-chuan-zhuan-huan-cheng-zheng-shu-lcof/
题目要求：
写一个函数 StrToInt，实现把字符串转换成整数这个功能。不能使用 atoi 或者其他类似的库函数。
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，请返回 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) 。
提示：
暂无
解题思路
思路一
根据题意，有以下四种字符需要考虑：
首部空格： 删除之即可；
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。
非数字字符： 遇到首个非数字的字符时，应立即返回。
数字字符：
字符转数字： “此数字的 ASCII 码” 与 “ 00 的 ASCII 码” 相减即可；
数字拼接： 若从左向右遍历数字，设当前位字符为 cc ，当前位数字为 xx ，数字结果为 resres ，则数字拼接公式为：
res = 10 \times res + x \ x = ascii© - ascii(‘0’)
res=10×res+x
x=ascii©−ascii( ′0′ )
数字越界处理：
题目要求返回的数值范围应在 [-2^{31}, 2^{31} - 1][−2 31 ,2 31 −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 resres 在 int 类型的取值范围内。
在每轮数字拼接前，判断 resres 在此轮拼接后是否超过 21474836472147483647 ，若超过则加上符号位直接返回。
设数字拼接边界 bndry = 2147483647 // 10 = 214748364bndry=2147483647//10=214748364 ，则以下两种情况越界：
\begin{cases} res > bndry & 情况一：执行拼接 10 \times res \geq 2147483650 越界 \ res = bndry, x > 7 & 情况二：拼接后是 2147483648 或 2147483649 越界 \ \end{cases}
{
res>bndry
res=bndry,x>7
情况一：执行拼接10×res≥2147483650越界
情况二：拼接后是2147483648或2147483649越界
复杂度分析：
时间复杂度 O(N)O(N) ： 其中 NN 为字符串长度，线性遍历字符串占用 O(N)O(N) 时间。
空间复杂度 O(N)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)O(N) 额外空间。
参考动图算法解析：
https://leetcode-cn.com/problems/ba-zi-fu-chuan-zhuan-huan-cheng-zheng-shu-lcof/solution/mian-shi-ti-67-ba-zi-fu-chuan-zhuan-huan-cheng-z-4/
思路二
1、寻找第一个有效字符，跳过空格后如果不是+ - 数字，直接返回0
2、从第一个数字开始sum=sum10+newNum，此时可能溢出，对于正数，用旧的sum比较(最大值-newNum)/10，大于则溢出
3、对于小数，用旧的sum比较(负数最小值+newNum)/-10，大于则溢出，注意，如果负数最小值-newNum也会溢出，因此这里用正数比较
4、如果溢出返回最大或最小值，未溢出返回 正负符号sum。注意这里sum是unsigned类型，否则sum=sum*10+newNum 对于231溢出(本意是想返回-231，还没乘以-1就溢出了)
typedef enum
{
TYPE_NUMBER = 0, //数字
TYPE_SIGN_MINUS, //-
TYPE_SIGN_PLUS, //+
TYPE_SPACE, //空格
TYPE_INVALID, //无效字符
} CharType_e;
CharType_e checkType(char c) {
switch (c){
case ' ':
return TYPE_SPACE;
case '+':
return TYPE_SIGN_PLUS;
case '-':
return TYPE_SIGN_MINUS;
case '0':
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
return TYPE_NUMBER;
}
return TYPE_INVALID;
}
int strToInt(char *str) {
int j = 0, sign = 1, ret = 0;
//找第一个有效字符
while (*str != '\0') {
ret = checkType(*str);
if (TYPE_SPACE == ret) {
str++;
}
else if (TYPE_SIGN_PLUS == ret) {
sign = 1;
str++;
break;
}
else if (TYPE_SIGN_MINUS == ret) {
sign = -1;
str++;
break;
}
else if (TYPE_NUMBER == ret) {
break;
}
else if (TYPE_INVALID == ret) {
return 0;
}
}
unsigned int sum = 0;
//尽可能多的读取数字
while (*str != '\0' && TYPE_NUMBER == checkType(*str)) {
int new = *str - '0';
//溢出判断
if (sign > 0 && sum > (INT_MAX - new) / 10) {
return INT_MAX;
}
//溢出判断，注意不能用INT_MIN-NEW判断，也会溢出
if (sign < 0 && sum > (INT_MIN + new) / -10) {
return INT_MIN;
}
sum = sum * 10 + new;
str++;
}
return sum * sign;
}
java解法
class Solution {
public int strToInt(String str) {
char[] c = str.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 * (int)res;
}
}
C++解法
class Solution {
public:
int strToInt(string str) {
stringstream sstream(str);
int result =0;
sstream>>result;
return result;
}
};
C语言解法
typedef enum
{
TYPE_NUMBER = 0, //数字
TYPE_SIGN_MINUS, //-
TYPE_SIGN_PLUS, //+
TYPE_SPACE, //空格
TYPE_INVALID, //无效字符
} CharType_e;
CharType_e checkType(char c) {
switch (c){
case ' ':
return TYPE_SPACE;
case '+':
return TYPE_SIGN_PLUS;
case '-':
return TYPE_SIGN_MINUS;
case '0':
case '1':
case '2':
case '3':
case '4':
case '5':
case '6':
case '7':
case '8':
case '9':
return TYPE_NUMBER;
}
return TYPE_INVALID;
}
int strToInt(char *str) {
int j = 0, sign = 1, ret = 0;
//找第一个有效字符
while (*str != '\0') {
ret = checkType(*str);
if (TYPE_SPACE == ret) {
str++;
}
else if (TYPE_SIGN_PLUS == ret) {
sign = 1;
str++;
break;
}
else if (TYPE_SIGN_MINUS == ret) {
sign = -1;
str++;
break;
}
else if (TYPE_NUMBER == ret) {
break;
}
else if (TYPE_INVALID == ret) {
return 0;
}
}
unsigned int sum = 0;
//尽可能多的读取数字
while (*str != '\0' && TYPE_NUMBER == checkType(*str)) {
int new = *str - '0';
//溢出判断
if (sign > 0 && sum > (INT_MAX - new) / 10) {
return INT_MAX;
}
//溢出判断，注意不能用INT_MIN-NEW判断，也会溢出
if (sign < 0 && sum > (INT_MIN + new) / -10) {
return INT_MIN;
}
sum = sum * 10 + new;
str++;
}
return sum * sign;
}
Python解法
class Solution:
def strToInt(self, str: str) -> int:
return max(min(int(*re.findall('^[\+\-]?\d+',str.lstrip())),2**31-1),-2**31)