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 。
提示:
- 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 [−231, 231 − 1]。如果数值超过这个范围,请返回 INT_MAX (231 − 1) 或 INT_MIN (−231) 。
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) 。
方法一:自动机
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。
算法
本题可以建立如下图所示的自动机:
我们也可以用下面的表格来表示这个自动机:
接下来编程部分就非常简单了:我们只需要把上面这个状态转换表抄进代码即可。
另外自动机也需要记录当前已经输入的数字,只要在 s' 为 in_number 时,更新我们输入的数字,即可最终得到输入的数字。
class Automaton {
string state = "start";
unordered_map<string, vector<string>> table = {
{"start", {"start", "signed", "in_number", "end"}},
{"signed", {"end", "end", "in_number", "end"}},
{"in_number", {"end", "end", "in_number", "end"}},
{"end", {"end", "end", "end", "end"}}
};
int get_col(char c) {
if (isspace(c)) return 0;
if (c == '+' or c == '-') return 1;
if (isdigit(c)) return 2;
return 3;
}
public:
int sign = 1;
long long ans = 0;
void get(char c) {
state = table[state][get_col(c)];
if (state == "in_number") {
ans = ans * 10 + c - '0';
ans = sign == 1 ? min(ans, (long long)INT_MAX) : min(ans, -(long long)INT_MIN);
}
else if (state == "signed")
sign = c == '+' ? 1 : -1;
}
};
class Solution {
public:
int myAtoi(string str) {
Automaton automaton;
for (char c : str)
automaton.get(c);
return automaton.sign * automaton.ans;
}
};
复杂度分析
- 时间复杂度:O(n)O(n)O(n),其中 nnn 为字符串的长度。我们只需要依次处理所有的字符,处理每个字符需要的时间为 O(1)O(1)O(1)。
- 空间复杂度:O(1)O(1)O(1),自动机的状态只需要常数空间存储。
方法二:
class Solution {
public:
int myAtoi(string str) {
int i=0, n=str.size();
while(i<n&&str[i]==' ')
i++;
int sign=1;
long res=0;
if(str[i]=='-'||str[i]=='+'){
sign=(str[i++]=='-')?(-1):1;
}
while(i<n&&str[i]>='0'&&str[i]<='9'){
res=res*10+(str[i++]-'0');
if(res*sign>INT_MAX)
return INT_MAX;
if(res*sign<INT_MIN)
return INT_MIN;
}
return res*sign;
}
};
题目来源:
https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/