题目

请你来实现一个 myAtoi(string s) 函数，使其能将字符串转换成一个 32 位有符号整数（类似 C/C++ 中的 atoi 函数）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

读入字符串并丢弃无用的前导空格检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为正还是负号，读取该字符（如果有）。确定最终结果是负数还是正数。如果两者都不存在，则假定结果为正。读入下一个字符，直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。将前面步骤读入的这些数字转换为整数（即，"123" -> 123， "0032" -> 32）。如果没有读入数字，则整数为 0 。必要时更改符号（从步骤 2 开始）。如果整数数超过 32 位有符号整数范围 [−231, 231 − 1] ，需要截断这个整数，使其保持在这个范围内。具体来说，小于 −231 的整数应该被固定为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被固定为 231 − 1 。返回整数作为最终结果。注意：

本题中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。除前导空格或数字后的其余字符串外，请勿忽略任何其他字符。

示例 1：

输入：s = "42"
输出：42
解释：加粗的字符串为已经读入的字符，插入符号是当前读取的字符。
第 1 步："42"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："42"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
         ^
第 3 步："42"（读入 "42"）
           ^
解析得到整数 42 。
由于 "42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 42 。

示例 2：

输入：s = "   -42"
输出：-42
解释：
第 1 步："   -42"（读入前导空格，但忽视掉）
            ^
第 2 步："   -42"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
             ^
第 3 步："   -42"（读入 "42"）
               ^
解析得到整数 -42 。
由于 "-42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 -42 。

示例 3：

输入：s = "4193 with words"
输出：4193
解释：
第 1 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："4193 with words"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
         ^
第 3 步："4193 with words"（读入 "4193"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
             ^
解析得到整数 4193 。
由于 "4193" 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 4193 。

示例 4：

输入：s = "words and 987"
输出：0
解释：
第 1 步："words and 987"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："words and 987"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
         ^
第 3 步："words and 987"（由于当前字符 'w' 不是一个数字，所以读入停止）
         ^
解析得到整数 0 ，因为没有读入任何数字。
由于 0 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 0 。

示例 5：

输入：s = "-91283472332"
输出：-2147483648
解释：
第 1 步："-91283472332"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："-91283472332"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
          ^
第 3 步："-91283472332"（读入 "91283472332"）
                     ^
解析得到整数 -91283472332 。
由于 -91283472332 小于范围 [-231, 231 - 1] 的下界，最终结果被截断为 -231 = -2147483648 。

提示：

0 <= s.length <= 200
s 由英文字母（大写和小写）、数字（0-9）、' '、'+'、'-' 和 '.' 组成

来源：力扣（LeetCode）
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解题思路

简单直接的方法就是先对字符串进行trim操作，然后对第一个字符进行正负号判断，如果是正负号就记录然后continue循环，否则就判断是否为数字，如果是就进行累加。如果不是就直接break。出循环后对记录的数字进行范围判断，如果越界就返回边界值。

这种方案避免不了复杂的逻辑判断，更优的方案是使用自动机实现。

转化图如下所示：

写成转换表则如下表所示：

然后根据当前状态和当前输入获取下一个状态，如果是数字就进行累加并进行溢出判断，如果是符号就记录。

代码

主逻辑代码

public int myAtoi(String s) {
    Automation automation = new Automation();
    int length = s.length();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        automation.get(s.charAt(i));
    }
    return (int)(automation.sign * automation.ans);
}

自动机代码

class Automation {
    public static final char SPACE = ' ';
    public static final char PLUS_MARK = '+';
    public static final char MINUS_MARK = '-';
    public int sign = 1;
    public long ans = 0;
    private String state = "start";
    private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>(){{
        // 输入顺序为 空格、+-、number、other
        put("start", new String[]{"start", "signed", "in_number", "end"});
        put("signed", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
        put("in_number", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
        put("end", new String[]{"end", "end", "end", "end"});
    }};

    /**
     * 根据状态和当前输入获取下一个状态
     * @param c
     */
    public void get(char c) {
        state = table.get(state)[get_col(c)];
        if ("in_number".equals(state)) {
            // 如果流转到装填数字，则进行累加并查看是否越界
            ans = ans * 10 + Character.getNumericValue(c);
            ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);
        } else if ("signed".equals(state)) {
            sign = c == PLUS_MARK ? 1 : -1;
        }
    }

    /**
     * 获取当前输入的下标
     * @param c
     * @return
     */
    public int get_col(char c) {
        if (c == SPACE) {
            return 0;
        }
        if (c == PLUS_MARK || c == MINUS_MARK) {
            return 1;
        }
        if (Character.isDigit(c)) {
            return 2;
        }
        return 3;
    }
}

单元测试

public class Solution_Test_8 {
    Solution_8 solution_8 = new Solution_8();

    @Test
    public void test1() {
        String str = "42";
        int ans = solution_8.myAtoi(str);
        assertEquals(ans, 42);
    }

    @Test
    public void test2() {
        String str = "   -42";
        int ans = solution_8.myAtoi(str);
        assertEquals(ans, -42);
    }

    @Test
    public void test3() {
        String str = "4193 with words";
        int ans = solution_8.myAtoi(str);
        assertEquals(ans, 4193);
    }

    @Test
    public void test4() {
        String str = "words and 987";
        int ans = solution_8.myAtoi(str);
        assertEquals(ans, 0);
    }

    @Test
    public void test5() {
        String str = "-91283472332";
        int ans = solution_8.myAtoi(str);
        assertEquals(ans, -2147483648);
    }
}

Leetcode-8. 字符串转换整数 (atoi)

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