Lettcode_8_String to Integer——考虑多种情况的字符串转换算法

本文是在学习中的总结，欢迎转载但请注明出处：http://blog.csdn.net/pistolove/article/details/41521063

Implement atoi to convert a string to an integer.

Hint: Carefully consider all possible input cases. If you want a challenge, please do not see below and ask yourself what are the possible input cases.

Notes: It is intended for this problem to be specified vaguely (ie, no given input specs). You are responsible to gather all the input requirements up front.

Requirements for atoi:

The function first discards as many whitespace characters as necessary until the first non-whitespace character is found. Then, starting from this character, takes an optional initial plus or minus sign followed by as many numerical digits as possible, and interprets them as a numerical value.

The string can contain additional characters after those that form the integral number, which are ignored and have no effect on the behavior of this function.

If the first sequence of non-whitespace characters in str is not a valid integral number, or if no such sequence exists because either str is empty or it contains only whitespace characters, no conversion is performed.

If no valid conversion could be performed, a zero value is returned. If the correct value is out of the range of representable values, INT_MAX (2147483647) or INT_MIN (-2147483648) is returned.

通过本文你可能会学到的知识为：

（1）对基本数据类型int的最大、最小边界以及Character类的isDigit()方法有所了解。

（2）对将一个字符串转换为整形可能出现的多种情况的学习。

（3）通过算法提高自己分析问题的能力，力求考虑到尽可能多的情况。

注：

  （1）int对应取值范围为-2147483648~ 2147483647

  （2）Character类的isDigit()方法是判断指定字符是否为一个数字。

  （3）String类的trim()方法是去掉字符串前后的空格。

思路：

（1）解读题意：

        A：如果字符串为空返回0，不为空则遍历字符串，直到找到第一个是数字的字符，如果没有找到这样的字符，则返回0。

        B：对于出现数字前是“+”或“-”的情况需要进行判断。

        C：如果得到的数字大于int最大值或者小于int最小值，则分别返回对应的int的最大值和最小值。

 （2）分析：

       A：对于给定的字符串，先去掉前后的空格，看剩余字符串大小是否为空，为空则返回0；

       B：如果不为空，则对其进行遍历，直到出现第一个数字字符，如果遍历完字符串还未出现数字字符，则返回0；

       C：如果在遍历过程中出现数字字符，我们需要判断该数字字符前的字符，

                (a) 如果该数字字符前两个字符是“+”、“-”、“  ”的组合，则为非法字符，返回0；

                (b) 如果该数字字符前一个字符是“+”或者“-”，那么我们按照正和负对其进行判断，并计算当前所对应的值，对于计算的

                     值，我们还需要对其进行越界判断，如果越界则返回对应的越界值；

                (c) 如果该数字字符前一个字符既不是“+”，也不是“-”，还不是数字字符，则为非法字符，返回0；

                (d) 如果不属于以上几种情况，则说明该数字字符之前也是数字字符，则按照正常数字进行处理，先对其为正负进行判

                     断，判断后在对数值是否越界进行判断，最后返回判断后得到的值。需要注意的是，我们开始声明的sum为long，因 

                     为sum的值可能会大于int的最大值，而一旦大于int的最大值，sum就会变为负值，这个要特别注意。

    （3）总结：

             其实这道算法题不难，只是出现的情况太多，一时很难考虑全所有的情况，我也OJ了好几次才成功。其中需要注意的是：

             负数之间的相加要用减号，保存和的变量必须用long定义，在确定负号时还需要再加一个标志位对其进行判断，

             例如“   -000124”这样的特殊字符。以下是我自己想的算法，算法有些啰嗦，但是思路算比较清晰，希望对大家有所帮助。

算法实现代码如下：（ps：本人技术有限，尚不能给出简短的代码，但OJ肯定通过，大家有比较好的算法希望能够分享，谢谢）

public static int atoi(String str) {
	if (str.length() == 0)
		return 0;
	long sum = 0;
	str = str.trim();
	int len = str.length();
	boolean flag = false; //当出现第一个数字时，如果后续是数字则true,不是数字则为false
	boolean negative = false; //是否为负数的判断
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		char c = str.charAt(i);
		if (!Character.isDigit(c)) {
			if (flag == true) {   //当遇到数字后，中途再次遇到的是非数字，则将之前的值返回
				return isOutOfRange(sum);
			}
			continue;
		}

		if (Character.isDigit(c)) { //判断是否为数字
			flag = true;
			//当遇到第一个数字时，如果其前面是的两个字符是“+” “-” “ ” 的组合，则为非法字符，返回0
			if (i - 2 >= 0 && (str.charAt(i - 1) == '+'
				|| str.charAt(i - 1) == '-' || str.charAt(i - 1) == ' ')
				&& (str.charAt(i - 2) == '+'|| str.charAt(i - 2) == '-'
				|| str.charAt(i - 2) == ' ')) {
				return 0;
			} else if (i - 1 >= 0 && str.charAt(i - 1) == '+') { //如果前面只有一个“+” 则为正数
				sum = sum * 10 + Integer.parseInt(String.valueOf(c));
			} else if (i - 1 >= 0 && str.charAt(i - 1) == '-') { //如果前面只有一个“-” 则为负数
				negative = true;
				sum = -sum * 10 - Integer.parseInt(String.valueOf(c)); //负数相加要用减号
			} else if (i - 1 >= 0
					&& (str.charAt(i - 1) != '+' || str.charAt(i - 1) != '-')
					&& !Character.isDigit(str.charAt(i - 1))) { //如果前面即不是"+" 也不是"-" 还不是数字，则返回0
				return 0; 
			} else {
				if (sum < 0 || negative == true) { // 对于 -00123 需要加上标志位进行判断
					if (sum < Integer.MIN_VALUE) {  //判断是否越界
						return Integer.MIN_VALUE;
					}
					sum = sum * 10 - Integer.parseInt(String.valueOf(c));
				} else {
					if (sum > Integer.MAX_VALUE) { //判断是否越界
						return Integer.MAX_VALUE;
					}
					sum = sum * 10 + Integer.parseInt(String.valueOf(c));
				}
			}
		}
	}
	return isOutOfRange(sum);
}

public static int isOutOfRange(long sum) {
	if (sum > Integer.MAX_VALUE) {
		return Integer.MAX_VALUE;
	}

	if (sum < Integer.MIN_VALUE) {
		return Integer.MIN_VALUE;
	}
	return (int) sum;
}