leetcode | 8. 字符串转换整数 (atoi)
8. 字符串转换整数 (atoi)
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。接下来的转化规则如下：
- 如果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字符组合起来，形成一个有符号整数。
- 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，形成一个整数。
- 该字符串在有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符，那么这些字符可以被忽略，它们对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，即无法进行有效转换。
在任何情况下，若函数不能进行有效的转换时，请返回 0 。
提示：
- 本题中的空白字符只包括空格字符
' '。 - 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) 。
我的理解：
ans = ans * 10 + c - '0';
这一句代码中c - '0';得到的是个位数。
字符代码表如下：
视频题解简述
根据问题的描述我们来判断并且描述对应的解题方法。对于这道题目，很明显是字符串的转化问题。需要明确转化规则，尽量根据转化规则编写对应的子函数。
这里我们要进行模式识别，一旦涉及整数的运算，我们需要注意溢出。本题可能产生溢出的步骤在于推入，乘 10 操作和累加操作都可能造成溢出。对于溢出的处理方式通常可以转换为 INT_MAX 的逆操作。比如判断某数乘 10 是否会溢出，那么就把该数和 INT_MAX 除 10 进行比较。
文字题解
思路
字符串处理的题目往往涉及复杂的流程以及条件情况，如果直接上手写程序，一不小心就会写出极其臃肿的代码。
因此，为了有条理地分析每个输入字符的处理方法，我们可以使用自动机这个概念：
我们的程序在每个时刻有一个状态 s，每次从序列中输入一个字符 c，并根据字符 c 转移到下一个状态 s'。这样，我们只需要建立一个覆盖所有情况的从 s 与 c 映射到 s' 的表格即可解决题目中的问题。
算法
本题可以建立如下图所示的自动机：
我们也可以用下面的表格来表示这个自动机：
接下来编程部分就非常简单了：我们只需要把上面这个状态转换表抄进代码即可。
另外自动机也需要记录当前已经输入的数字，只要在 s' 为 in_number 时，更新我们输入的数字，即可最终得到输入的数字。
class Automaton {
string state = "start";
unordered_map> table = {
{"start", {"start", "signed", "in_number", "end"}},
{"signed", {"end", "end", "in_number", "end"}},
{"in_number", {"end", "end", "in_number", "end"}},
{"end", {"end", "end", "end", "end"}}
};
int get_col(char c) {
if (isspace(c)) return 0;
if (c == '+' or c == '-') return 1;
if (isdigit(c)) return 2;
return 3;
}
public:
int sign = 1;
long long ans = 0;
void get(char c) {
state = table[state][get_col(c)];
if (state == "in_number") {
ans = ans * 10 + c - '0';
ans = sign == 1 ? min(ans, (long long)INT_MAX) : min(ans, -(long long)INT_MIN);
}
else if (state == "signed")
sign = c == '+' ? 1 : -1;
}
};
class Solution {
public:
int myAtoi(string str) {
Automaton automaton;
for (char c : str)
automaton.get(c);
return automaton.sign * automaton.ans;
}
};
复杂度分析
时间复杂度：O(n)O(n)O(n)，其中 nnn 为字符串的长度。我们只需要依次处理所有的字符，处理每个字符需要的时间为 O(1)O(1)O(1)。
空间复杂度：O(1)O(1)O(1)，自动机的状态只需要常数空间存储。
作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/solution/zi-fu-chuan-zhuan-huan-zheng-shu-atoi-by-leetcode-/
来源：力扣（LeetCode）
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