8. 字符串转换整数 (atoi)

题目描述

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。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

1. 空格：读入字符串并丢弃无用的前导空格（" "）
2. 符号：检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为 '-' 还是 '+'。如果两者都不存在，则假定结果为正。
3. 转换：通过跳过前置零来读取该整数，直到遇到非数字字符或到达字符串的结尾。如果没有读取数字，则结果为0。
4. 舍入：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 的整数应该被舍入为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被舍入为 231 − 1 。

返回整数作为最终结果。

 

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。

带下划线线的字符是所读的内容，插入符号是当前读入位置。
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"）
           ^

示例 2：

输入：s = " -042"

输出：-42

解释：

第 1 步："   -042"（读入前导空格，但忽视掉）
            ^
第 2 步："   -042"（读入 '-' 字符，所以结果应该是负数）
             ^
第 3 步："   -042"（读入 "042"，在结果中忽略前导零）
               ^

示例 3：

输入：s = "1337c0d3"

输出：1337

解释：

第 1 步："1337c0d3"（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
         ^
第 2 步："1337c0d3"（当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+'）
         ^
第 3 步："1337c0d3"（读入 "1337"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
             ^

示例 4：

输入：s = "0-1"

输出：0

解释：

第 1 步："0-1" (当前没有读入字符，因为没有前导空格)
         ^
第 2 步："0-1" (当前没有读入字符，因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步："0-1" (读入 "0"；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止)
          ^

示例 5：

输入：s = "words and 987"

输出：0

解释：

读取在第一个非数字字符“w”处停止。

 

提示：

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

方法一：遍历字符串

我们首先判断字符串是否为空，如果是，直接返回 $0$。

否则，我们需要遍历字符串，跳过前导空格，判断第一个非空格字符是否为正负号。

接着遍历后面的字符，如果是数字，我们判断添加该数字是否会导致整数溢出，如果会，我们根据正负号返回结果。否则我们将数字添加到结果中。继续遍历后面的字符，直到遇到非数字字符或者遍历结束。

遍历结束后，我们根据正负号返回结果。

时间复杂度 $O(n)$，其中 $n$ 为字符串的长度。我们只需要依次处理所有字符。空间复杂度 $O(1)$。

同面试题 67. 把字符串转换成整数。

Java

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        if (s == null) return 0;
        int n = s.length();
        if (n == 0) return 0;
        int i = 0;
        while (s.charAt(i) == ' ') {
            // 仅包含空格
            if (++i == n) return 0;
        }
        int sign = 1;
        if (s.charAt(i) == '-') sign = -1;
        if (s.charAt(i) == '-' || s.charAt(i) == '+') ++i;
        int res = 0, flag = Integer.MAX_VALUE / 10;
        for (; i < n; ++i) {
            // 非数字，跳出循环体
            if (s.charAt(i) < '0' || s.charAt(i) > '9') break;
            // 溢出判断
            if (res > flag || (res == flag && s.charAt(i) > '7'))
                return sign > 0 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            res = res * 10 + (s.charAt(i) - '0');
        }
        return sign * res;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int myAtoi(string s) {
        int i = 0, sign = 1, res = 0;
        // 跳过前导空格
        while (i < s.size() && s[i] == ' ') i++;
        // 处理符号
        if (i < s.size() && (s[i] == '-' || s[i] == '+')) {
            sign = (s[i++] == '-') ? -1 : 1;
        }
        // 处理数字
        while (i < s.size() && isdigit(s[i])) {
            int digit = s[i++] - '0';
            // 检查溢出
            if (res > (INT_MAX - digit) / 10) {
                return sign == 1 ? INT_MAX : INT_MIN;
            }
            res = res * 10 + digit;
        }
        return sign * res;
    }
};

Python

class Solution:
    def myAtoi(self, s: str) -> int:
        if not s:
            return 0
        n = len(s)
        if n == 0:
            return 0
        i = 0
        while s[i] == ' ':
            i += 1
            # 仅包含空格
            if i == n:
                return 0
        sign = -1 if s[i] == '-' else 1
        if s[i] in ['-', '+']:
            i += 1
        res, flag = 0, (2**31 - 1) // 10
        while i < n:
            # 非数字，跳出循环体
            if not s[i].isdigit():
                break
            c = int(s[i])
            # 溢出判断
            if res > flag or (res == flag and c > 7):
                return 2**31 - 1 if sign > 0 else -(2**31)
            res = res * 10 + c
            i += 1
        return sign * res