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表示数值的字符串
一、题目描述
请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。
数值（按顺序）可以分成以下几个部分：
若干空格
一个 小数 或者 整数
（可选）一个 'e' 或 'E' ，后面跟着一个 整数
若干空格
小数（按顺序）可以分成以下几个部分：
（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
下述格式之一：
至少一位数字，后面跟着一个点 '.'
至少一位数字，后面跟着一个点 '.' ，后面再跟着至少一位数字
一个点 '.' ，后面跟着至少一位数字
整数（按顺序）可以分成以下几个部分：
（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
至少一位数字
部分数值列举如下：
["+100", "5e2", "-123", "3.1416", "-1E-16", "0123"]
部分非数值列举如下：
["12e", "1a3.14", "1.2.3", "+-5", "12e+5.4"]
示例 1：
输入：s = “0”
输出：true
示例 2：
输入：s = “e”
输出：false
示例 3：
输入：s = “.”
输出：false
示例 4：
输入：s = " .1 "
输出：true
提示：
1 <= s.length <= 20
s 仅含英文字母（大写和小写），数字（0-9），加号 '+' ，减号 '-' ，空格 ' ' 或者点 '.' 。
作者：Krahets
链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/illustration-of-algorithm/5d6vi6/
来源：力扣（LeetCode）
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二、解题思路及代码实现
1、解题思路
这个题目，一开始我是考虑使用c++的正则表达式来实现的，简单方便，几行代码搞定，但是1400+的测试用例执行超时，说明直接使用正则表达式并非最优解。因此，考虑自己编写代码，通过状态机来识别字符串是否是数值，通过同样的1400+测试用例测试，效率明显提高。
2、C++代码实现
class Solution {
private:
enum state_t {
start,
space,
symbol_e,//e/E
uper_case_e,//大写E
dot,//小数点开头的小数
dot_after_number,//小数点在数字后的小数
first_plus_minus,//实数符号
second_plus_minus,//虚数符号
numbers,//实数整数部分数字
mumbers_after_dot,//实数小数部分数字
mumbers_after_e//虚数部分数字
};
public:
bool isNumber(string s) {
state_t state = start;
bool ret = false;
int i = 0;
int length = s.length();
while (i < length) {
switch (state) {
case start:
//去除前面的空格
while (s[i] == ' ' && i < length) ++i;
if (i >= length) goto end_flag;
if (s[i] == '+' || s[i] == '-') {
state = first_plus_minus;
} else if (s[i] == '.') {
state = dot;
} else if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
state = numbers;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case space:
while (i < length && s[i] == ' ') ++i;
ret = i >= length ? true : false;
goto end_flag;
break;
case symbol_e:
++i;
if (i >= length) {
ret = false;
goto end_flag;
}
if (s[i] == '+' || s[i] == '-') {
state = second_plus_minus;
} else if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
state = mumbers_after_e;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case dot:
++i;
if (i >= length) {
ret = false;
goto end_flag;
}
if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9'){
state = mumbers_after_dot;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case dot_after_number:
++i;
if (i >= length) {
ret = true;
goto end_flag;
}
if (s[i] == 'e' || s[i] == 'E') {
state = symbol_e;
} else if (s[i] == ' ') {
state = space;
} else if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9'){
state = mumbers_after_dot;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case first_plus_minus:
++i;
if (i >= length) {
ret = false;
goto end_flag;
}
if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
state = numbers;
} else if (s[i] == '.') {
state = dot;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case second_plus_minus:
++i;
if (i >= length) {
ret = false;
goto end_flag;
}
if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
state = mumbers_after_e;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case numbers:
++i;
if (i >= length) {
ret = true;
goto end_flag;
}
while (i < length && s[i] >= '0' && s[i] <= '9') ++i;
if (i >= length) {
ret = true;
goto end_flag;
} else if (s[i] == '.') {
state = dot_after_number;
} else if (s[i] == 'e' || s[i] == 'E') {
state = symbol_e;
} else if (s[i] == ' ') {
state = space;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case mumbers_after_dot:
while (i < length && s[i] >= '0' && s[i] <= '9') ++i;
if (i >= length) {
ret = true;
goto end_flag;
}
if (s[i] == ' ') {
state = space;
} else if (s[i] == 'e' || s[i] == 'E') {
state = symbol_e;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
case mumbers_after_e:
while (i < length && s[i] >= '0' && s[i] <= '9') ++i;
if (i >= length) {
ret = true;
goto end_flag;
}
if (s[i] == ' ') {
state = space;
} else {
ret = false;
goto end_flag;
}
break;
default://stop
goto end_flag;
}
}
end_flag:
return ret;
}
};
三、提交结果
总结
c++的正则表达式实现见下面的代码，代码结构简单，难点的实现正则表达式的匹配规则，可能这些规则有瑕疵，也有可能是正则表达式的库实现效率不高，用来判断一个字符串是否为数值时效率很慢，总是超时，/(ㄒoㄒ)/~~。如下代码如果有修改建议，请留言评论，相互学习，共同进步，感激涕零，O(∩_∩)O~
class Solution {
public:
bool isNumber(string s) {
if (s.length() == 0) return false;
//小数
regex xiaoshu(" *[+-]?(([0-9]+[.]{1}[0-9]*)|([.]{1}[0-9]+))(([eE]{1}[+-]?[0-9]+)|( *))");
regex zhengshu(" *[+-]?[0-9]+(([eE]{1}[+-]?[0-9]+)|( *))");
return regex_match(s, xiaoshu) || regex_match(s, zhengshu);
}
};