8. 字符串转换整数 (atoi)

问题

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。

当我们寻找到的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组合起来,作为该整数的正负号;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,形成整数。

该字符串除了有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符,这些字符可以被忽略,它们对于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。

在任何情况下,若函数不能进行有效的转换时,请返回 0。

说明:

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,qing返回  INT_MAX (\(2^{31} − 1\)) 或 INT_MIN (\(−2^{31}\)) 。

解法

注意看说明,首先我们可以排除一些特殊情况,字符串为空或者长度为0,直接返回0即可。
接下来注意到需要丢弃掉开头的空格字符串。那么可以先用一个while循环,来处理应该跳过的字符数量,在接下来的循环中作为初始索引进行循环。这里还需要注意的一点是可能字符串全是空格,这也是个跳出点。不要进入后面的循环了。
接下来,判断初始索引的第一个字符是什么,如果是'+'(没错,用例中真有+1这种奇葩字符,要当成正数1来处理)或'-',还需要一个特殊处理,设置一个boolean值,代表正负号,并且索引值前进1,如果不是数字,那么需要跳出循环处理。
接下来拼接数字,拼接比较简单,假设\(num\)为当前索引指代的数字,无非就是\(result = result * 10 + num\)。但是,有可能溢出,所以需要考虑如何处理溢出,我们知道Integer.MAX_VALUE = \(2^{31}-1\) 即\(2147483647\), 那么如何才会溢出呢?必然是result > MAX_VALUE/10或者 result == MAX_VALUE && num>7时才会溢出,那么溢出后,判断返回值的正负,直接返回对应的值就可以了。
跳出循环后直接返回result即为结果。

代码

java

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        //处理特殊情况
        if (str == null || str.length() == 0) {
            return 0;
        }
        
        int i = 0;
        // 排除前面空格
        while(i < str.length() && str.charAt(i) == ' ') {
            i++;
        }
        
        // 处理字符串全为空格的情况
        if (i == str.length()) {
            return 0;
        }
        
        // 当接下来的第一个字符为正负号或者在0~9之间时,进入循环
        if (str.charAt(i) == '-' || str.charAt(i) == '+' || (str.charAt(i)>='0' && str.charAt(i) <= '9')) {
            // 未溢出时的返回值
            int result = 0;
            // 正负的判断
            boolean negative = str.charAt(i) == '-';
            // 判断溢出的情况
            int overflowCtl = Integer.MAX_VALUE / 10;
            // 如果为正负号,索引需要前进一步
            if (str.charAt(i) == '-' || str.charAt(i) == '+') i++;
            
            //开始循环
            while (i < str.length()) {
                // 如果是数字
                if (str.charAt(i) >= '0' && str.charAt(i) <= '9') {
                    //获得当前的数字
                    int num = str.charAt(i++) - '0';
                    // 如果溢出,那么返回最大最小值
                    if (result > overflowCtl || (result  == overflowCtl && num>7)) {
                        if (negative) {
                            // 如果是负数,返回最小值
                            return Integer.MIN_VALUE;
                        } else {
                            // 否则返回最大值
                            return Integer.MAX_VALUE;
                        }
                    }
                    // 没溢出 直接累加
                    result = result * 10 + num;
                } else {
                    // 非数字,直接跳出
                    break;
                }
            }
            // 注意正负号就可以了
            return negative? -result : result;
        }
        // 兜底策略
        return 0;
    }
}