从字符串到整数：探索LeetCode第8题“字符串转换整数 (atoi)”的奇妙世界

后端

2023-12-29 00:31:55

算法题的奇妙魅力

算法题是一种以数学和逻辑为基础的智力游戏，它要求我们运用严谨的思维和创新的解题思路来解决复杂的问题。算法题的解题过程就像是一场脑力风暴，它能够帮助我们锻炼逻辑思维能力，培养解决问题的能力，并加深我们对计算机科学的理解。

LeetCode第8题“字符串转换整数 (atoi)”

LeetCode第8题“字符串转换整数 (atoi)”是LeetCode题库中的一道中等难度题目。这道题目的目的是将一个字符串形式的整数转换为对应的整数值。例如，如果我们输入字符串“123”，那么输出结果应该是123。

这道题目看似简单，但实际上却隐藏着一些陷阱和需要注意的细节。为了正确地解决这道题目，我们需要对字符串的处理、数字的转换以及异常情况的处理等方面都有深入的理解。

解题思路

这道题目的解题思路有很多种，但最常见的一种思路是使用有限状态机（FSM）的方法。FSM是一种用来系统状态和状态转换的数学模型。在解决这道题目时，我们可以将字符串的处理过程划分为几个不同的状态，并根据当前状态和遇到的字符来进行状态转换。

例如，我们可以将字符串的处理过程划分为以下几个状态：

初始状态 ：在这个状态下，我们将忽略字符串中的所有空格字符。
符号状态 ：在这个状态下，我们将读取字符串中的符号字符（+或-），并记录符号的正负值。
数字状态 ：在这个状态下，我们将读取字符串中的数字字符，并将这些数字字符转换为整数。
结束状态 ：在这个状态下，我们将停止读取字符串，并将转换后的整数值返回。

在读取字符串的过程中，我们将根据当前状态和遇到的字符来进行状态转换。例如，如果我们当前处于初始状态，并且遇到了一个空格字符，那么我们将保持当前状态不变。如果我们当前处于初始状态，并且遇到了一个符号字符，那么我们将进入符号状态，并记录符号的正负值。如果我们当前处于数字状态，并且遇到了一个数字字符，那么我们将继续保持当前状态，并将这个数字字符添加到转换后的整数值中。如果我们当前处于数字状态，并且遇到了一个非数字字符，那么我们将进入结束状态，并将转换后的整数值返回。

代码实现

def atoi(string):
    # 跳过字符串中的所有空格字符
    string = string.lstrip()

    # 如果字符串为空，则返回0
    if not string:
        return 0

    # 记录符号的正负值
    sign = 1

    # 如果字符串的第一个字符是符号字符，则记录符号的正负值并跳过这个字符
    if string[0] in ['-', '+']:
        if string[0] == '-':
            sign = -1
        string = string[1:]

    # 将字符串中的数字字符转换为整数
    number = 0
    for char in string:
        if char.isdigit():
            number = number * 10 + int(char)
        else:
            break

    # 将转换后的整数值乘以符号的正负值
    number *= sign

    # 检查转换后的整数值是否超出32位有符号整数的取值范围
    if number < -2**31:
        return -2**31
    elif number > 2**31 - 1:
        return 2**31 - 1

    # 返回转换后的整数值
    return number