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) 。

审题

题目说了很多，不太好理解。题目的意思是编写一个函数，将字符串转成整数。这里需要注意到三点：

• 处理前面的空格
• 处理前面的 “+”，“-” 符号
• 处理后面的非数字字符

算法思路：

1. 去掉前面空格
2. 处理正负号
3. 识别数字，注意越界情况

如果只是简单地字符串转整数的话，就是简单地 ans = ans * 10 + digit 。

但是注意这道题目可能回超过 Integer 的最大值，也就是说会在某一步 ans * 10 + digit > Integer.MAX_VALUE 。

* 10 和 + digit 都有可能会越界，那么只要把这些都移动右边去就可以了： ans > (Integer.MAX_VALUE - digit) / 10 就是越界了。

参考代码：

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        int index = 0, sign = 1, ans = 0;

        // 1. 判断是否为空
        if (str == null || str.length() == 0) {
            return 0;
        }

        int len = str.length();

        // 2. 移除空格
        while (index < len && str.charAt(index) == ' ') {
            index++;
        }

        if (index == len) {
            // 去掉前面空格以后到了末尾了
            return 0;
        }

        // 3. 处理正负符号
        if (str.charAt(index) == '+' || str.charAt(index) == '-') {
            sign = str.charAt(index) == '+' ? 1 : -1;
            index++;
        }

        // 4. 转换数字，避免溢出
        while (index < len) {
            // 判断是否是数字
            int digit = str.charAt(index) - '0';
            if (digit < 0 || digit > 9) {
                break;
            }
            
             if (ans > (Integer.MAX_VALUE - digit) / 10) {
                // 本来应该是 ans * 10 + digit > Integer.MAX_VALUE
                // 但是 *10 和 + digit 都有可能越界，所有都移动到右边去就可以了。
                return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            }

            ans = 10 * ans + digit;
            index++;
        }
        return ans * sign;
    }
}

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(N)，N表示字符串长度；
• 空间复杂度：O(1)。

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