8. 字符串转换整数 (atoi)

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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（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。

解题思路

前面有个题目和这个类似7. 整数反转，通过异常来处理溢出的问题。但是这题目还是卡了一会儿，主要是对题目的描述的理解不是很清楚，导致提交时对着case不停加if else，这也是这道题本身的问题，说实话出的不是很好。

代码如下：

class Solution {
  public int myAtoi(String s) {
    s = s.trim();
    int res = 0;
    if (s.isEmpty()) {
      return res;
    }
    int start = 0;
    int flag = 1;
    if (s.charAt(start) == '-'||s.charAt(start) == '+') {
      if (s.charAt(start) == '-') {
        flag = -1;
      }
      start++;
    }
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    if (flag ==  -1) {
      builder.append('-');
    }
    while (start < s.length()) {
      if (!Character.isDigit(s.charAt(start))) {
        break;
      } else {
        System.out.println(s.charAt(start));
        builder.append(s.charAt(start));
        start++;
      }
    }
    try {
      if (builder.toString().equals("-")||builder.toString().equals(""))
        return 0;
      return Integer.parseInt(builder.toString());
    } catch (NumberFormatException e) {
      if (flag == 1){
        return Integer.MAX_VALUE;
      } else return Integer.MIN_VALUE;
    }
  }
}

运行结果：

9:39    info
                    解答成功:
                    执行耗时:18 ms,击败了5.25% 的Java用户
                    内存消耗:38.3 MB,击败了85.76% 的Java用户

题解

方法一：自动机（有限状态机（deterministic finite automaton, DFA））

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。

class Solution {
    public int myAtoi(String str) {
        Automaton automaton = new Automaton();
        int length = str.length();
        for (int i = 0; i < length; ++i) {
            automaton.get(str.charAt(i));
        }
        return (int) (automaton.sign * automaton.ans);
    }
}

class Automaton {
    public int sign = 1;
    public long ans = 0;
    private String state = "start";
    private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>() {{
        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"});
    }};

    public void get(char c) {
        state = table.get(state)[get_col(c)];
        if ("in_number".equals(state)) {
            ans = ans * 10 + c - '0';
            ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);
        } else if ("signed".equals(state)) {
            sign = c == '+' ? 1 : -1;
        }
    }

    private int get_col(char c) {
        if (c == ' ') {
            return 0;
        }
        if (c == '+' || c == '-') {
            return 1;
        }
        if (Character.isDigit(c)) {
            return 2;
        }
        return 3;
    }
}

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/solution/zi-fu-chuan-zhuan-huan-zheng-shu-atoi-by-leetcode-/
来源：力扣（LeetCode）
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小结

陷入上述所说的臃肿的代码中了，运行时间有点慢了，用异常捕获还是太慢，下次考虑使用位运算判读。

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