字符串转换整数 (atoi)【LeetCode:8】

1. 题目描述

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。
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，qing返回 INT_MAX (2^31 − 1) 或 INT_MIN (−2^31) 。

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) 。

题目解析

这道题目比较长，因为异常情况太多了，整体读完需要获取的信息如下：

• 字符串转为数字，非法输入时返回0
• 数字前面出现“-”则为负数，“+”或者直接数字开头为正数，其他字符开头直接判为非法输入

比如： “ 0=” 输出为 0， “a001" 输出为0，“+-”输出为0，“.1”输出为0

• int为32有符号型，所以输入输出有上限和下限

总结一下就是：将字符串第一个非空连续字符转为int(32bit)输出，未能成功转换输出0

java第二版本实现，简化了逻辑，优化了字符串转数字逻辑，执行实现从4ms变为现在的2ms。

java第二版本实现

static final int max = Integer.MAX_VALUE/10;
int myAtoi(String str) {
    // 非法情况直接返回，节省时间
    if (str == null || str.isEmpty()) return 0;
    // trim一下，简化逻辑
    String trimmed = str.trim();
    if (trimmed.isEmpty()) return 0;
    // 非空第一个字符，决定正负，确认 起始遍历的index
    boolean isPositive = true;
    int s = 0, length = trimmed.length();
    char c = trimmed.charAt(0);
    if (c == '-') {
        isPositive = false;
        s = 1;
    } else if (c == '+') {
        s = 1;
    }
    // str to int
    int result = 0, current;
    for (int i = s; i < length; i++) {
        current = trimmed.charAt(i) - 48;
        if (current > 9 || current < 0)  break;
        if (result > max || (result == max && current > 7)) {
            return isPositive ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
        }
        result = result * 10 + current;
    }
    return isPositive ? result : -result;
}

以下为旧版本实现，看起来比较啰嗦，也没有真正的在运行时支持32为存储，中间用了long型做转换。

/**
* @author yangbixuan
* @param str 输入，肯定非空
* @return 解析结果
*/
public int myAtoi(String str) {
    System.out.print("\"" + str + "\" >>>> ");
    // 非法情况直接返回，节省时间
    if (str == null || str.isEmpty()) {
        return 0;
    }
    // trim一下，简化逻辑
    String trimed = str.charAt(0) == ' ' ? str.trim() : str;
    if (trimed.isEmpty()) {
        return 0;
    }
    // 非空第一个字符，决定正负，确认 起始遍历的index
    Boolean isPositive = null;
    int s , length = trimed.length();
    char c = trimed.charAt(0);
    if (c == '-') {
        isPositive = false;
        s = 1;
    } else if (c == '+') {
        isPositive = true;
        s = 1;
    } else if (c >= '0' && c <= '9') {
        isPositive = true;
        s = 0;
    } else {
        return 0;
    }
    // 开始搜寻连续有效的数字，跳过前缀的0
    int e = s;
    boolean start = false;
    for (int i = s; i < length; i++) {
        char ch = trimed.charAt(i);
        if (ch >= '0' && ch <= '9' && e - s <= 10) {
            if (!start && ch == '0') {
                s = i;
                e = s + 1;
                continue;
            }
            start = true;
            e++;
        } else {
            break;
        }
    }
    // 解析结果，简单情况直接计算，过长的用long接收并截断
    if (s == e || e == 0) {
        return 0;
    } else if (e - s == 1) {
        int result = trimed.charAt(s) - '0';
        return isPositive ? result : 0 - result;
    }
    String num = trimed.substring(s, e);
    if (num.length() < 10) {
        int result = Integer.parseInt(num);
        return isPositive ? result : 0 - result;
    } else {
        long result = Long.parseLong(num);
        if (isPositive) {
            return result >= 2147483647L ? Integer.MAX_VALUE : (int)result;
        } else {
            return result >= 2147483648L ? Integer.MIN_VALUE :  (int)(0 - result);
        }
    }
}

题解：杨比轩
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi