Leetcode 8. 字符串转换整数 (atoi)

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。接下来的转化规则如下:

  • 如果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字符组合起来,形成一个有符号整数。
  • 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,形成一个整数。
  • 该字符串在有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符,那么这些字符可以被忽略,它们对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,即无法进行有效转换。

在任何情况下,若函数不能进行有效的转换时,请返回 0 。

提示:

  • 本题中的空白字符只包括空格字符 ' '
  • 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 [−231,  231 − 1]。如果数值超过这个范围,请返回  INT_MAX (231 − 1) 或 INT_MIN (−231) 。

 

示例 1:

输入: "42"

输出: 42

示例 2:

输入: "   -42"

输出: -42

解释: 第一个非空白字符为 '-', 它是一个负号。

     我们尽可能将负号与后面所有连续出现的数字组合起来,最后得到 -42 。

示例 3:

输入: "4193 with words"

输出: 4193

解释: 转换截止于数字 '3' ,因为它的下一个字符不为数字。

示例 4:

输入: "words and 987"

输出: 0

解释: 第一个非空字符是 'w', 但它不是数字或正、负号。

     因此无法执行有效的转换。

示例 5:

输入: "-91283472332"

输出: -2147483648

解释: 数字 "-91283472332" 超过 32 位有符号整数范围。 

     因此返回 INT_MIN (−231) 。

**难度**: Medium

**标签**: 数学、 字符串、


# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : LG

"""
执行用时:52 ms
内存消耗:13.6 MB

解题思路:
    这离使用的是官方提供的 自动机 思想。
    首先,分析各字符对应的状态:
                        ' '     +-      numbel      other
            start       start   signed  innumbel    end
            signed      end     end     innumbel    end
            innumbel    end     end     innumbel    end
            end         end     end     end         end
    初始状态为 start,
    在start状态下, 若首字符为' ',则状态不变。若首字符为+-,则将状态调为 signed。 若首字符是数字,则状态调整为 innumbel, 若是其他字符,则调为 end.
    在signed状态下,若字符为数字,则将状态调整为innumbel, 否则为end
    在innumbel状态下,若字符为数字,则保持innumbel状态,否则为end

    具体实现见代码注释
"""
class Solution:
    def myAtoi(self, str: str) -> int:
        am = AM()
        for c in str:
            if am.state == 'end':
                break
            am.get(c)
        return am.sign * am.num


class AM:
    def __init__(self):
        self.tabel = {
            'start': ['start', 'signed', 'innumbel', 'end'],
            'signed': ['end', 'end', 'innumbel', 'end'],
            'innumbel': ['end', 'end', 'innumbel', 'end'],
            'end': ['end', 'end', 'end', 'end'],
        }                       # 状态表
        self.sign = 1           # 初始符号为正
        self.num = 0            # 用于存储转换后的数字
        self.state = 'start'    # 初始状态为start
        self.max_ = 2**31 - 1   # 最大数值限制,这里初始限制为 2**31-1 (正数)

    def get_col(self, c:str) -> int:    # 首字符判断,返回为状态表列的索引
        if c.isdigit():
            return 2    # innumbel
        if c.isspace():
            return 0    # start
        if c == '+' or c == '-':
            return 1    # signed
        else:
            return 3    # end

    def get(self, c):
        self.state = self.tabel[self.state][self.get_col(c)]
        if self.state == 'start':   # start 不操作,继续下一个字符
            pass
        if self.state == 'signed':  # signed 将状态调整为signed,且对初始符号与最大数值进行调整
            if c == '+':
                self.sign = 1
            else:
                self.sign = -1
                self.max_ = self.max_ + 1   # 负数时,2**31

        if self.state == 'innumbel':    # innumbel 状态时,计算数值且累加
            self.num = self.num *10 + int(c)
            if self.num > self.max_:    # 若超出数值限制,则将状态置为end
                self.num = self.max_
                self.state = 'end'

        if self.state == 'end':     # end 不做操作
            pass