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【LeetCode】剑指 Offer 67. 把字符串转换成整数 p318 -- Java Version

【LeetCode】剑指 Offer 67. 把字符串转换成整数 p318 -- Java Version

题目链接:https://leetcode.cn/problems/ba-zi-fu-chuan-zhuan-huan-cheng-zheng-shu-lcof/

1. 题目介绍(67. 把字符串转换成整数)

写一个函数 StrToInt,实现把字符串转换成整数这个功能。不能使用 atoi 或者其他类似的库函数。

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【测试用例】:
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【相关题目】:

  • 注意:本题与主站 8. 字符串转换整数 (atoi) 题目相同。

2. 题解

2.1 库函数

解题思路】:
在 Java 中常使用 Integer.parseInt() 以及 Integer.valueOf() 将一个字符串变量转化成一个整型变量,它俩的区别就在于:

  • Integer.parseInt(s) 是把字符串s解析成有符号的 int 基本类型;
  • Integer.valueOf(s) 是把字符串s解析成 Integer 对象类型,且在Integer 类中还有一个内部的缓存类 IntegerCache ,它默认缓存了[-128, 127]的Integer值. 如果使用的是Integer.valueOf(s),它就会去检查这个数字是否在 [-128, 127] 这个范围内,如果在这个范围内,则直接在 IntegerCache 中取值;如果不在,则新创建一个Integer对象,同时也是为什么Integer 用 “== ” 比较时127相等而128不相等的原因。

所以,一般情况下,如果我们只是需要一个 int 值,parseInt 是合适的,而且效率要高,用valueOf 就属于多此一举了,性能会下降,同样Integer, Long, Double, Float 都是一样的道理。
……
缺点:使用库函数转化字符串,要求字符串中只能为在类型范围内的正确数字才行,如果出现了空格、非0~9之间的其它字符均会报错。

  1. 数字越界
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  2. 字符串中存在空格
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  3. 字符串中非0~9之间的其它字符
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……
更多内容可参考:
[1] Integer.parseInt(s)与Integer.valueOf(s)的区别详解
[2] Integer.valueOf和Integer.parseInt区别
[3] [概念理解] Java中parseXXX和valueOf,toString的区别

class Solution {// Solution1: 库函数public int strToInt(String str) {String s = str.trim();// 将字符串转成整数// Integer.valueOf 返回值是 Integer 类型// Integer.parseInt 返回值是 int 类型int a = Integer.parseInt(s);int b = Integer.valueOf(s);  // 自动拆箱,相当于调用了Integer中的 intValue()方法// 将整数转换成字符串String s1 = String.valueOf(b);System.out.println(s1);return b;}
}

2.2 自定义 strToInt() 函数 – O(n) ⭐

时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(n)
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解题思路】:
题目不难,但有很多细节需要注意,如下所示:

  1. 首尾空格:首尾空格最好解决,直接使用库函数 trim() 即可删除首尾空格;
  2. 符号位:三种情况,即 ‘’+‘’ , ‘‘−’’ , ''无符号" ;定义一个变量 sign 用来表示符号位,返回前判断正负即可
  3. 非数字字符:遇到首个非数字的字符时,应立即返回,退出循环,忽略该数字及以后的所有字符;
  4. 数字越界:因为 int 型的数据范围是 [-231,231-1],即[-2,147,483,648, 2,147,483,647] ,所以我们定义了一个int最大值除以10的数字 limit,用低于 int 型数据长度一位的数据 res 与 limit 进行比较,判断是否越界,如果 res 与 limit 相等,那就再判断一下当前的字符 ch[i] 是否 > 7,如果大于 7,则说明此数字一定越界,根据符号位判断一下,返回最大/最小值即可。

……
实现策略】:

  1. 使用 trim() 方法去掉字符串的首尾空格,并将其转换成字符数组 array
  2. 根据字符数组 array 的长度判断是否属于空字符串 “ ”,如果是的话,则返回0;
  3. 定义 res 用来返回最终结果,定义 sign 用来记录符号位,定义 i 用来作为数字位的索引;
  4. 定义 limit 用来在遍历中判断 res 是否越界,其值为 Integer.MAX_VALUE / 10
  5. 判断首位是否存在符号位,‘-’ 用 -1 表示,如果无符号位,则默认位正,并把 数据位索引 idx 移动到首位;
  6. 循环遍历字符数组 array,判断其中的字符是否为 非数字字符,如果是,则直接跳出循环,忽略之后所有字符;如果不是,则继续向下判断是否越界,每循环一次,res 就会 * 10 进位拼接一次,直到碰到非数字字符或数组终止时结束循环。
class Solution {// Solution2: 自定义函数// 需要注意的方面:// 1. 空格 -- (trim()方法去除首尾空格)// 2. 非 0~9 之间的字符 -- (如果当前字符不是0~9之间的数字,直接退出)// 3. 数字越界 -- int型的数据范围:[-2,147,483,648, 2,147,483,647], 即[-2^31, 2^31 - 1]// 4. 有符号 -- (设置变量 sign 作为标志位, 1:代表正, -1:代表负)public int strToInt(String str) {//去除str首尾的多余空格char[] array = str.trim().toCharArray();//如果array的长度为0 返回0if (array.length==0) return 0;//sign表示标志位  1为正  -1 为负  i代表array从何处开始遍历int res = 0, sign = 1, i = 1;//设置限制值,因为在遍历中先判断res是否越界,再向res赋值,因而对limit的要求/10int limit = Integer.MAX_VALUE / 10;//如果array[0]=- 表明该数是负数  sign =-1if (array[0]=='-') sign = -1;else if (array[0]!='+') i = 0;  // 代表此时符号位不存在,默认为正,且数字位从数组下标0开始for (int j = i; j < array.length; j++) {//判断当前字符是否为数字  不是直接退出if (array[j]>'9'||array[j]<'0') break;//判断遍历到j-1的位置后  res是否大于limit 如果当前res已经大于limit  加上array[j]一定越界//当res等于limit时,我们需要判断array[j]是否大于Integer.MAX_VALUE的末位数7if (res>limit || res==limit && array[j]>'7') return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;res = res * 10 + (array[j] - '0');}return res * sign;}
}

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3. 参考资料

[1] 面试题67. 把字符串转换成整数(数字越界处理,清晰图解)-- Krahets