【每日算法Day 89】手動實現字符串轉整數（atoi）函數，你會嗎？

還有幾個小時ACL2020就出結果了，祈禱！

題目鏈接

LeetCode 字符串轉換整數（atoi）[1]

題目描述

請你來實現一個 atoi 函數，使其能將字符串轉換成整數。

首先，該函數會根據需要丟棄無用的開頭空格字符，直到尋找到第一個非空格的字符爲止。接下來的轉化規則如下：

• 如果第一個非空字符爲正或者負號時，則將該符號與之後面儘可能多的連續數字字符組合起來，形成一個有符號整數。
• 假如第一個非空字符是數字，則直接將其與之後連續的數字字符組合起來，形成一個整數。
• 該字符串在有效的整數部分之後也可能會存在多餘的字符，那麼這些字符可以被忽略，它們對函數不應該造成影響。

注意：假如該字符串中的第一個非空格字符不是一個有效整數字符、字符串爲空或字符串僅包含空白字符時，則你的函數不需要進行轉換，即無法進行有效轉換。

在任何情況下，若函數不能進行有效的轉換時，請返回 0 。

說明：

• 本題中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。
• 假設我們的環境只能存儲 32 位大小的有符號整數，那麼其數值範圍爲 。如果數值超過這個範圍，請返回 INT_MAX （） 或 INT_MIN （） 。

示例1

        輸入：
"42"
輸出:
42
      

示例2

        輸入：
"   -42"
輸出:
-42
解釋：
第一個非空白字符爲 '-', 它是一個負號。
我們儘可能將負號與後面所有連續出現的數字組合起來，最後得到 -42 。
      

示例3

        輸入：
"4193 with words"
輸出:
4193
解釋：
轉換截止於數字 '3' ，因爲它的下一個字符不爲數字。
      

示例4

        輸入：
"words and 987"
輸出:
0
解釋：
第一個非空字符是 'w', 但它不是數字或正、負號。
因此無法執行有效的轉換。
      

示例5

        輸入：
"-91283472332"
輸出:
-2147483648
解釋：
數字 "-91283472332" 超過 32 位有符號整數範圍。 
因此返回 INT_MIN (−231) 。
      

題解

官方題解用的有限狀態自動機，理解起來也是比較輕鬆的，寫起來也避免了一堆臃腫的 if-else 。但是我這裏就不用自動機了，直接模擬就行了，寫起來也很輕鬆好理解！

• 首先用一個變量 idx 標記當前遍歷到的位置，用 sign = 1, -1 表示整數的正負性。
  
• 然後從 idx = 0 開始，將開頭的空格全部去掉。
  
• 然後判斷當前的位置 idx 處的字符是不是 +, - 或者數字，並且 idx 要小於字符串長度。如果一個都沒滿足，那麼說明是非法字符串，直接返回 0 。
  
• 然後如果當前的位置 idx 處的字符是 - ，那麼就令 sign = -1 。否則如果是 + ，就令 sign = 1 。然後遍歷後一個字符。
  
• 最後遍歷一段連續的數字，把它轉換成整數，注意轉換的時候要乘上符號位 sign 。如果發現數字超過了 [INT_MIN, INT_MAX] 範圍，就直接返回最大最小值就行了。
  
• 否則的話最後就是合法整數，直接返回答案。
  

代碼

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

      

正則表達式（python）

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

      

參考資料

[1]

LeetCode 字符串轉換整數（atoi）: https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/