【刷穿 LeetCode】8. 字符串转换整数 (atoi)

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。

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 。

注意：

• 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 [−2^31, 2^31 − 1]。如果数值超过这个范围，请返回 2^31 − 1 或 −2^31 。

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) 。

提示：

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

朴素解法

这是道模拟题。

一看这题目描述，多少有点做工程项目各种判断的意思了...

但对于这类题目，切忌一上来直接写代码，很容易会陷入各种边界判断。

这时候一个比较推荐的做法是先对要求进行提炼整理：

1. 忽略前导空格
2. 首字符只能是 正号/负号/数字，否则不合法（返回 0）
3. 继续往后匹配字符，直到结尾或不为数字为止（匹配过程中如果出现溢出，根据正负直接返回 Integer.MAX_VALUE 或 Integer.MIN_VALUE）。

当整理出来具体的逻辑之后，记得再次检查是否有遗漏掉某些边界情况。

确定逻辑之后，代码就好写了。

三叶也对代码进行了相应的逻辑标注：

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        int n = s.length();
        char[] chars = s.toCharArray();
        int idx = 0;       
        
        // 去除前导空格，如果去完前导空格后无字符了，返回 0
        while (idx < n && chars[idx] == ' ') idx++;
        if (idx == n) return 0;

        // 检查第一个字符：可以为正负号/数字
        boolean isNeg = false;
        if (chars[idx] == '-') {
            idx++;
            isNeg = true;
        } else if (chars[idx] == '+') {
            idx++;
        } else if (!Character.isDigit(chars[idx])) {
            return 0;
        } 

        int ans = 0;
        while (idx < n && Character.isDigit(chars[idx])) {
            int cur = chars[idx++] - '0';
            // 和上一题的“【刷穿 LeetCode】7. 整数反转”一样，防止 ans = ans * 10 + cur 溢出
            // 等价变形为 ans > (Integer.MAX_VALUE - cur) / 10 进行预判断
            if (ans > (Integer.MAX_VALUE - cur) / 10) {
                return isNeg ? Integer.MIN_VALUE : Integer.MAX_VALUE;
            }
            ans = ans * 10 + cur;
        }
        return isNeg ? -ans : ans;
    }
}

时间复杂度：会对整个字符串 s 扫描一遍。复杂度为 O(n)

空间复杂度：O(1)

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.8 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

由于 LeetCode 的题目随着周赛 & 双周赛不断增加，为了方便我们统计进度，我们将按照系列起始时的总题数作为分母，完成的题目作为分子，进行进度计算。当前进度为 8/1916 。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我在 Github 建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode。在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和一些其他的优选题解。