(其他) 剑指 Offer 67. 把字符串转换成整数 ——【Leetcode每日一题】

❓ 剑指 Offer 67. 把字符串转换成整数

难度：中等

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 (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) 。

注意：本题与 8. 字符串转换整数 (atoi) 相同。

思路：

根据题意，有以下四种字符需要考虑

1. 首部空格： 删除之即可；
2. 符号位： 三种情况，即 '+' , '-' ，'+-'；新建一个变量 flag 保存符号位，返回前判断正负即可。
3. 非数字字符： 遇到首个非数字的字符时，应立即跳出循环；
4. 数字字符：
   • 字符转数字： “此数字的 ASCII 码” 与 “ 0 的 ASCII 码” 相减即：str[i] - '0'；
   • 数字拼接： 若从左向右遍历数字，设当前位字符为 str[i] ，当前位数字为 tmp ，数字结果为 ans ，则数字拼接公式为：ans = ans * 10 + tmp

注意：题目要求返回的数值范围应在 $[-2^{31},2^{31}-1]$，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 ans 在 int 类型的取值范围内。

• 如果为正 ，需要满足 (INT_MAX - tmp) / 10 >= ans ，则一定不会越过 $2^{31}-1$；
• 如果为负 ，需要满足 (INT_MIN + tmp) / 10 <= ans，则一定不会越过 $-2^{31}$；

代码：(C++、Java)

C++

class Solution {
public:
    int strToInt(string str) {
        if(str.empty() || str.size() == 0) return 0;
        int ans = 0, flag = 0;
        for(int i = 0; i < str.size(); i++){
            if(str[i] == ' ' && flag == 0) continue; //去除开头空格字符
            else if((str[i] == '-' || str[i] == '+') && flag == 0){ //第一个非空字符正负号
                flag = str[i] == '-' ? -1 : 1;
            }else if(str[i] < '0' || str[i] > '9'){
                break;
            }else{
                int tmp = str[i] - '0';
                flag = flag == 0 ? 1 : flag;
                if(flag == 1){
                    if((INT_MAX - tmp) / 10 >= ans) ans = ans * 10 + tmp;
                    else return INT_MAX;
                }else{
                    if(ans > 0) ans *= -1;
                    if((INT_MIN + tmp) / 10 <= ans) ans = ans * 10 - tmp;
                    else return INT_MIN;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

Java

class Solution {
    public int strToInt(String str) {
        if(str == null || str.length() == 0) return 0;
        int ans = 0, flag = 0;
        for(int i = 0; i < str.length(); i++){
            if(str.charAt(i) == ' ' && flag == 0) continue; //去除开头空格字符
            else if((str.charAt(i) == '-' || str.charAt(i) == '+') && flag == 0){ //第一个非空字符正负号
                flag = str.charAt(i) == '-' ? -1 : 1;
            }else if(str.charAt(i) < '0' || str.charAt(i) > '9'){
                break;
            }else{
                int tmp = str.charAt(i) - '0';
                flag = flag == 0 ? 1 : flag;
                if(flag == 1){
                    if((Integer.MAX_VALUE - tmp) / 10 >= ans) ans = ans * 10 + tmp;
                    else return Integer.MAX_VALUE;
                }else{
                    if(ans > 0) ans *= -1;
                    if((Integer.MIN_VALUE + tmp) / 10 <= ans) ans = ans * 10 - tmp;
                    else return Integer.MIN_VALUE;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}

运行结果：

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 n 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 $O(1)$。
• 空间复杂度：$O(1)$，只需要常数空间存储。

题目来源：力扣。

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