LeetCode算法题：8.字符串转换整数 (atoi)

本文主要是介绍LeetCode算法题：8.字符串转换整数 (atoi)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

请你来实现一个 myAtoi(string s) 函数，使其能将字符串转换成一个 32 位有符号整数（类似 C/C++ 中的 atoi 函数）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

1. 读入字符串并丢弃无用的前导空格
2. 检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为正还是负号，读取该字符（如果有）。 确定最终结果是负数还是正数。 如果两者都不存在，则假定结果为正。
3. 读入下一个字符，直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。
4. 将前面步骤读入的这些数字转换为整数（即，“123” -> 123， “0032” -> 32）。如果没有读入数字，则整数为 0 。必要时更改符号（从步骤 2 开始）。
5. 如果整数数超过 32 位有符号整数范围 [−2^31, 2^31 − 1] ，需要截断这个整数，使其保持在这个范围内。具体来说，小于 −2^31 的整数应该被固定为 −2^31 ，大于 2^31 − 1 的整数应该被固定为 2^31 − 1 。
6. 返回整数作为最终结果。

注意：

• 本题中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。
• 除前导空格或数字后的其余字符串外，请勿忽略 任何其他字符。

示例 1：

输入：s = "42"
输出：42
解释：加粗的字符串为已经读入的字符，插入符号是当前读取的字符。
第 1 步："42"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）^
第 2 步："42"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）^
第 3 步："42"（读入 "42"）^
解析得到整数 42 。
由于 "42" 在范围 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 42 。

示例 2：

输入：s = "   -42"
输出：-42
解释：
第 1 步："   -42"（读入前导空格，但忽视掉）^
第 2 步："   -42"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）^
第 3 步："   -42"（读入 "42"）^
解析得到整数 -42 。
由于 "-42" 在范围 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 -42 。

示例 3：

输入：s = "4193 with words"
输出：4193
解释：
第 1 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）^
第 2 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）^
第 3 步："4193 with words"（读入 "4193"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）^
解析得到整数 4193 。
由于 "4193" 在范围 [-2^31, 2^31 - 1] 内，最终结果为 4193 。

提示：

• 0 <= s.length <= 200
• s 由英文字母（大写和小写）、数字（0-9）、' '、'+'、'-' 和 '.' 组成

我的解题思路：
正常按逻辑处理就行，先跳过前面的空格和‘0’，然后检查是否有‘-’，没有的话则按正数处理，有的话则最后返回时添加去相反数。然后逐个遍历计算相加，直到不是数字停止。检查数值是否越界，做越界处理。最后返回值

代码：

class Solution {public int myAtoi(String s) {char[] cs = s.toCharArray();int len = s.length();int i;boolean isNegative = false;long result = 0;for ( i = 0; i < len && cs[i]==' '; i++) {// 跳过空格}if(cs[i]=='-'){// 有负号isNegative = true;i++;}while (i<len){if(cs[i] >= '0'&& cs[i]<='9'){// 是数字result = result*10 + (cs[i]-'0');//}else{// 不是数字结束break;}i++;}if(result<Integer.MIN_VALUE){result = Integer.MIN_VALUE;}if (isNegative) result = -result;return (int)result;}
}

出现错误：

错误原因：最后判断越界的逻辑写错了，应该是判断是否大于int的最大值，因为之前都没有进行负数处理，所以result一直是正数。

class Solution {public int myAtoi(String s) {char[] cs = s.toCharArray();int len = s.length();int i;boolean isNegative = false;long result = 0;for ( i = 0; i < len && cs[i]==' '; i++) {// 跳过空格}if(cs[i]=='-'){// 有负号isNegative = true;i++;}while (i<len){if(cs[i] >= '0'&& cs[i]<='9'){// 是数字result = result*10 + (cs[i]-'0');//}else{// 不是数字结束break;}i++;}if (isNegative) result = -result;if(result>=Integer.MAX_VALUE){result = Integer.MAX_VALUE;}if (result<=Integer.MIN_VALUE){result = Integer.MIN_VALUE;}return (int)result;}
}

再次出现错误：

错误原因：当字符串为空时造成数组下标越界。因此需要在一开始对空数组直接返回0处理。
再次出现错误：

错误原因，之前修改只是简单的对字符串判空，但是存在跳过空格之后为空字符的情况，因此，可以将判空放在跳过空字符之后。
继续出错：

错误原因：数值太大，造成long类型都越界且变成负数，因此上述判断是否大于int类型最大值的逻辑不太合理。

整理完上述错误逻辑之后重新梳理解题逻辑：
先将前面的空格全部跳过，然后判断字符串是否遍历完，遍历完则直接返回0，没遍历完则判断下一个字符是否是’+'或者‘-’，然后再对剩余字符遍历。停止条件有三个：

1. 数值越界，即负数小于-2³¹，或者正数大于2³¹-1
2. 遇到非数字字符。
3. 正常遍历完了结束。

对正数和负数分别处理。最终正确题解：

class Solution {public int myAtoi(String s) {char[] cs = s.toCharArray();int len = s.length();int i;boolean isNegative = false;int result = 0;for ( i = 0; i < len && cs[i]==' '; i++) {// 跳过空格}if (i==len){// 字符串已经遍历完了return 0;}if (cs[i]=='-'||cs[i]=='+'){// 有正负号if (cs[i]=='-')isNegative = true;i++;}if(isNegative){// 负数处理逻辑while (i<len){if (cs[i]>='0'&& cs[i]<='9'){//是数字if (result<Integer.MIN_VALUE/10){// 小于最小值了,直接返回最小值result = Integer.MIN_VALUE;return result;}result = result*10 - (cs[i]-'0');if(result>0 ){// 小于最小值了,直接返回最小值result = Integer.MIN_VALUE;return result;}}else{// 不是数字，直接结束遍历break;}i++;}}else{// 正数处理逻辑while (i<len){if (cs[i]>='0'&& cs[i]<='9'){//是数字if (result>Integer.MAX_VALUE/10){result = Integer.MAX_VALUE;return result;}result = result*10 + (cs[i]-'0');if(result<0 ){// 大于最小值了,直接返回最大值result = Integer.MAX_VALUE;return result;}}else{// 不是数字，直接结束遍历break;}i++;}}// 正常返回return result;}
}

自己题解总结：
1.对于数值越界处理，对正数和负数分开处理，正数时计算之前判断是否大于最大值/10，计算之后判断是否为负数发生越界。负数时计算之前判断是否小于最小值/10，计算之后判断是否为正数发生越界。
2.对于前一步有两个逻辑判断的步骤，下一步必须得考虑清楚每一个逻辑，不落下没处理的逻辑。例如
这里跳过空格有两个逻辑判断都可能结束遍历，则下一步得区分是哪一个条件导致的遍历结束。

官方题解：

class Solution {public int myAtoi(String str) {Automaton automaton = new Automaton();int length = str.length();for (int i = 0; i < length; ++i) {automaton.get(str.charAt(i));}return (int) (automaton.sign * automaton.ans);}
}class Automaton {public int sign = 1;public long ans = 0;private String state = "start";private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>() {{put("start", new String[]{"start", "signed", "in_number", "end"});put("signed", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});put("in_number", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});put("end", new String[]{"end", "end", "end", "end"});}};public void get(char c) {state = table.get(state)[get_col(c)];if ("in_number".equals(state)) {ans = ans * 10 + c - '0';ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);} else if ("signed".equals(state)) {sign = c == '+' ? 1 : -1;}}private int get_col(char c) {if (c == ' ') {return 0;}if (c == '+' || c == '-') {return 1;}if (Character.isDigit(c)) {return 2;}return 3;}
}作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/string-to-integer-atoi/solutions/183164/zi-fu-chuan-zhuan-huan-zheng-shu-atoi-by-leetcode-/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

思路

字符串处理的题目往往涉及复杂的流程以及条件情况，如果直接上手写程序，一不小心就会写出极其臃肿的代码。

因此，为了有条理地分析每个输入字符的处理方法，我们可以使用自动机这个概念：

我们的程序在每个时刻有一个状态 s，每次从序列中输入一个字符 c，并根据字符 c 转移到下一个状态 s’。这样，我们只需要建立一个覆盖所有情况的从 s 与 c 映射到 s’ 的表格即可解决题目中的问题。
作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/string-to-integer-atoi/solutions/183164/zi-fu-chuan-zhuan-huan-zheng-shu-atoi-by-leetcode-/
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著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

说实话，一开始拿到这一题想到过可能可以用这方面去写，但是关于原理完全忘了，也就不敢去写，结果自己一个一个逻辑判断却总是存在漏洞，官方题解太优雅了，对于大多数人应该也都是看一看。这一题对于我更多的启发是在于如何判断int数据溢出。
官方使用了，其中ans为long类型，这就不会造成ans在计算时溢出，然后去区分正负数的情况，正数与int的最大值比较取小，负数与int的最小值的相反数比较取小

ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);

如果限制了为int类型，则可以使用我上述的方式计算前判断是否将会溢出，以及计算后的值是否溢出。

这篇关于LeetCode算法题：8.字符串转换整数 (atoi)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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