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[C++知识库]C++代码算法题:(8). 字符串转换整数 (atoi)

题目及要求:

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:

1.读入字符串并丢弃无用的前导空格
2.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。
3. 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。
4.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)。
5. 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 。
6. 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。

提示:

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

原创代码:

class Solution {
public:
    int myAtoi(string s) 
    {
        int begin=0;//储存出现符号的位置
        int end=0;//储存当前遍历的位置
        string str("0123456789");//用于判断当前遍历元素是否为数字
        long value=0;//储存有符号数的值
        /*读入字符串并丢弃无用的前导空格*/
        while(s[end]==' ')
        {
            end++;
        }
        /*前导空格之后直接遇到+或-时开始存储有符号数的数值/
        if(s[end]=='+'||s[end]=='-')
        {
            begin=end;
            while(str.find(s[end+1],0)!=-1)
            {
                if(s[begin]=='-')
                s[end+1]=0-(s[end+1]-48);
                if(s[begin]=='+')
                s[end+1]=(s[end+1]-48);
                value=value*10+(s[end+1]);
                end++;
                /*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须小于等于INT_MAX*/
                if(str.find(s[end+1],0)!=-1&&INT_MAX<=value*10+(s[end+1]-48)&&end+1<s.size())
                {
                    value=INT_MAX;
                    break;
                }
                /*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须大于等于INT_MIN*/
                if(str.find(s[end+1],0)!=-1&&INT_MIN>=value*10+0-(s[end+1]-48)&&end+1<s.size())
                {
                    value=INT_MIN;
                    break;
                }
            }
        }
        /*前导空格后没有直接遇到+或-但直接遇到数字时开始存储有符号数的数值*/
        while(str.find(s[end],0)!=-1&&end<s.size())
        {
            value=value*10+(s[end]-48);
            end++;
            /*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须小于等于INT_MAX*/
            if(str.find(s[end],0)!=-1&&INT_MAX<=value*10+(s[end]-48)&&end<s.size())
            {
                value=INT_MAX;
                break;
            }
        }
        /*前导空格后不是+、-和数字则直接返回value=0*/
        return value;
    }
};

输出示例:

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 withwords”(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 。

代码思路:

首先:
定义变量

> int begin=0;//储存出现符号的位置
> int end=0;//储存当前遍历的位置
> string str("0123456789");//用于判断当前遍历元素是否为数字
> long value=0;//储存有符号数的值

其次:
进入程序主干部分
中心思想:end代表此时元素在string s形参的位置,s[end]表示当前元素的数值。遍历时:
读入字符串并丢弃无用的前导空格,执行分框架一

while(s[end]==' ')
        {
            end++;
        }

若存在前导空格,但前导空格之后直接遇到+或-时开始存储有符号数的数值,执行分框架二

if(s[end]=='+'||s[end]=='-')
{
	代码如上!!!
}

解读分框架二:
利用begin储存出现符号的位置

begin=end;

利用

 while(str.find(s[end+1],0)!=-1)
 {}

来判断下一个元素是否为数字,如果不是则返回value,若是数字则执行:

if(s[begin]=='-')
s[end+1]=0-(s[end+1]-48);
if(s[begin]=='+')
s[end+1]=(s[end+1]-48);
value=value*10+(s[end+1]);
end++;
/*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须小于等于INT_MAX*/
if(str.find(s[end+1],0)!=-1&&INT_MAX<=value*10+(s[end+1]-48)&&end+1<s.size())
{
   value=INT_MAX;
   break;
}
/*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须大于等于INT_MIN*/
if(str.find(s[end+1],0)!=-1&&INT_MIN>=value*10+0-(s[end+1]-48)&&end+1<s.size())
{
   value=INT_MIN;
   break;
}

若存在前导空格,但前导空格后没有直接遇到+或-但直接遇到数字时开始存储有符号数的数值,则执行分框架三

 while(str.find(s[end],0)!=-1&&end<s.size())
 {
 	value=value*10+(s[end]-48);
   	end++;
   	/*满足s[end+1]存在并且s[end+1]为数字并且下一次储存的无符号数value=value*10+(s[end+1])必须小于等于INT_MAX*/
   	if(str.find(s[end],0)!=-1&&INT_MAX<=value*10+(s[end]-48)&&end<s.size())
   	{
       value=INT_MAX;
       break;
   	}
 }

解读分框架三:
内容与分框架二相似,再此不多赘述!
当若存在前导空格,但前导空格后不是+、-和数字时,当经历框架二或框架三时,直接执行分框架四

return value;

反思所得:

所得一:
首先遇到的问题是字符采用的是ASCLL码,与数字有区别,比如:

int a='0';
cout<<a;
int a=0;
cout<<a;

前者输出48后者输出为0
所以在程序中带符号时采用:

if(s[begin]=='-')
s[end+1]=0-(s[end+1]-48);
if(s[begin]=='+')
s[end+1]=(s[end+1]-48);

所得二:
对满足需求(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 )的控制
此时要在不断加和的过程中,需要预先考虑下一个value是否满足题目的需求,这是个难点!

LeetCode链接:

https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/

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