【每日算法Day 89】手动实现字符串转整数（atoi）函数，你会吗？

godweiyang

发布于 2020-04-14 15:19:23

4580

发布于 2020-04-14 15:19:23

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还有几个小时ACL2020就出结果了，祈祷！

题目链接

LeetCode 字符串转换整数（atoi）[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。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 。

说明：

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。如果数值超过这个范围，请返回 INT_MAX （）或 INT_MIN （）。

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) 。

题解

官方题解用的有限状态自动机，理解起来也是比较轻松的，写起来也避免了一堆臃肿的 if-else 。但是我这里就不用自动机了，直接模拟就行了，写起来也很轻松好理解！

首先用一个变量 idx 标记当前遍历到的位置，用 sign = 1, -1 表示整数的正负性。
然后从 idx = 0 开始，将开头的空格全部去掉。
然后判断当前的位置 idx 处的字符是不是 +, - 或者数字，并且 idx 要小于字符串长度。如果一个都没满足，那么说明是非法字符串，直接返回 0 。
然后如果当前的位置 idx 处的字符是 - ，那么就令 sign = -1 。否则如果是 + ，就令 sign = 1 。然后遍历后一个字符。
最后遍历一段连续的数字，把它转换成整数，注意转换的时候要乘上符号位 sign 。如果发现数字超过了 [INT_MIN, INT_MAX] 范围，就直接返回最大最小值就行了。
否则的话最后就是合法整数，直接返回答案。

代码

c++

class Solution {
public:
    int myAtoi(string str) {
        int idx = 0, n = str.size();
        long res = 0, sign = 1;
        while (idx < n && str[idx] == ' ') idx++;
        if (idx >= n || (str[idx] != '+' && str[idx] != '-' && !isdigit(str[idx]))) return 0;
        if (str[idx] == '-') {
            sign = -1;
            idx++;
        } else if (str[idx] == '+') {
            idx++;
        }
        while (idx < n && isdigit(str[idx])) {
            res = res*10+sign*(str[idx++]-'0');
            if (res > INT_MAX) return INT_MAX;
            if (res < INT_MIN) return INT_MIN;
        }
        return res;
    }
};

python

class Solution:
    def myAtoi(self, str: str) -> int:
        str = str.lstrip()
        n, idx = len(str), 0
        res, sign = 0, 1
        if idx >= n or (str[idx] != '+' and str[idx] != '-' and not str[idx].isdigit()): return 0
        if str[idx] == '-':
            sign = -1
            idx += 1
        elif str[idx] == '+':
            idx += 1
        for c in str[idx:]:
            if not c.isdigit(): break
            res = res*10+sign*(int(c))
            if res > 2**31-1: return 2**31-1
            if res < -2**31: return -2**31
        return res

正则表达式（python）

class Solution:
    def myAtoi(self, str: str) -> int:
        return max(min(int(*re.findall('^[\+\-]?\d+', str.lstrip())), 2**31-1), -2**31)

参考资料

[1]

LeetCode 字符串转换整数（atoi）: https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/

作者简介：godweiyang，知乎同名，华东师范大学计算机系硕士在读，方向自然语言处理与深度学习。喜欢与人分享技术与知识，期待与你的进一步交流~

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原始发表：2020-04-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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