剑指 Offer 67. 把字符串转换成整数 - leetcode 剑指offer系列

题目难度: 中等

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题目描述

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  [−2^31,  2^31 − 1]。如果数值超过这个范围，请返回  INT_MAX (2^31 − 1) 或  INT_MIN (−2^31) 。

题目样例

示例

- 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) 。

题目思考

1. 需要处理哪些情况?

解决方案

思路

• 首先考虑需要处理哪些字符, 显然有空白字符/数字/正负号/其他字符四种情况:

1. 空白字符

   • 开头连续的空白字符是有效情况; 但遇到非空白字符之后的空白字符就是无效的了, 需要直接终止遍历
   • 所以需要维护一个 isHeadBlank 变量来标记当前是否是开头连续空白字符

2. 数字

   • 字符串从左到右遍历, 所以需要将最终结果乘以 10 后再加上当前数字转成的 int
   • 数字总是有效的, 但需要注意将 isHeadBlank 置为 false

3. 正负号

   • 正负号只有是第一个非空白字符时才有效, 其他情况均无效
   • 所以可以同样利用 isHeadBlank 变量: 遇到正负号时, 只有当 isHeadBlank 是 true 的时候才说明它是第一个非空白字符; 否则它前面一定有其他非空白字符(数字或者正负号)了, 当前正负号就无效了
   • 还需要维护一个 pos 变量来标记当前符号, 若当前是有效的负号, 需要将 pos 置为 false
   • 同样的, 处理好正负号后需要将 isHeadBlank 置为 false

4. 其他字符

   • 任何情况下遇到其他字符都要终止遍历

• 根据上述步骤遍历完字符串后, 我们得到了一个整数, 需要根据 pos 符号来决定是否取相反数, 另外还要根据题目中要求的上下限范围来调整最终结果
• 下面的代码对必要步骤有详细的解释, 方便大家理解

复杂度

• 时间复杂度 O(N): 最多只需要遍历每个字符一次
• 空间复杂度 O(1): 只使用了几个变量

代码

class Solution:
    def strToInt(self, str: str) -> int:
        # 使用两个flag, 记录符号pos以及是否是开头空白字符isHeadBlank
        # 正负号的时候同样利用isHeadBlank, 只有是true才有效
        # 注意符号和取值范围
        res = 0
        pos = True
        isHeadBlank = True
        for c in str:
            if c == ' ':
                if not isHeadBlank:
                    # 非开头空格字符, 之后的字符串无效, 直接退出遍历
                    break
            elif '0' <= c <= '9':
                isHeadBlank = False
                # 更新结果数字
                res = 10 * res + int(c)
            elif c == '+' or c == '-':
                if isHeadBlank:
                    isHeadBlank = False
                    if c == '-':
                        # pos置为false, 表示结果需要取相反数
                        pos = False
                else:
                    # 正负号不是第一个非空字符, 无效! 退出遍历
                    break
            else:
                # 其他字符, 一律无效, 退出遍历
                break
        # 取相反数并将数字转换成有效范围以内
        if not pos:
            res = -res
        mx = 2**31 - 1
        mn = -2**31
        res = min(res, mx)
        res = max(res, mn)
        return res

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