题目描述
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。
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 with words"（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 。
方法一(普通解法)
public class LeetCode008字符串转换整数 {
public int myAtoi(String s) {
char[] c = s.trim().toCharArray(); // 去除前导空格并转换为字符数组
if (c.length == 0) return 0; // 如果字符串为空，返回0
int res = 0; // 初始化结果为0
int bndry = Integer.MAX_VALUE / 10; // 定义边界，用于检查溢出
int i = 1, sign = 1; // 初始化指针i和符号位sign
// 检查字符串首字符以确定符号
if (c[0] == '-') sign = -1; // 如果是负号，设置sign为-1
else if (c[0] != '+') i = 0; // 如果不是正号，从头开始处理数字
// 遍历剩余字符以构建整数
for (int j = i; j < c.length; j++) {
if (c[j] < '0' || c[j] > '9') break; // 如果当前字符不是数字，终止循环
// 检查溢出：如果res大于边界，或者res等于边界且当前数字大于7（考虑到MAX_VALUE的最后一位是7）
if (res > bndry || res == bndry && c[j] > '7')
return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
res = res * 10 + (c[j] - '0'); // 将当前数字字符转换为整数并累加到结果上
}
return sign * res; // 返回最终结果，考虑符号位
}
}
思考: res等于边界且当前数字大于7（考虑到MAX_VALUE的最后一位是7） 代表什么？
Java中的
Integer.MAX_VALUE：
Integer.MAX_VALUE的值是2,147,483,647。- 注意这个最大值的最后一位是
7。边界值
bndry的计算：
bndry被计算为Integer.MAX_VALUE / 10，即214,748,364。- 这意味着任何时候
res超过这个bndry值，再乘以10并加上一个正整数就会超过Integer.MAX_VALUE。处理最后一位数字：
- 当
res正好等于bndry（即214,748,364）时，加上的下一个数字必须小于或等于7，否则结果将超过Integer.MAX_VALUE。- 例如，如果下一个数字是
8，那么res将变为2147483648，这超出了int的最大值范围。
方法二(状态机)
我们也可以用下面的表格来表示这个自动机
接下来我们只需要把上面这个状态转换表抄进代码即可。
myAtoi 方法
public int myAtoi(String str) {
Automaton automaton = new Automaton(); // 创建一个自动机实例
int length = str.length(); // 获取字符串长度
for (int i = 0; i < length; ++i) {
automaton.get(str.charAt(i)); // 处理每个字符
}
return (int) (automaton.sign * automaton.ans); // 返回最终结果
}Automaton 类
public int sign = 1; // 符号位，1表示正数，-1表示负数
public long ans = 0; // 存储计算的结果
private String state = "start"; // 初始状态
private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>() {
{ // 状态转移表
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)]; // 根据当前状态和输入字符的类型更新状态
if ("in_number".equals(state)) {
ans = ans * 10 + c - '0'; // 计算当前数字
//ans在get方法里始终为正数，所以要用 -(long) Integer.MIN_VALUE比较
ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE); // 检查溢出
} else if ("signed".equals(state)) {
sign = c == '+' ? 1 : -1; // 确定正负号
}
}
private int get_col(char c) { // 根据字符类型返回列索引
if (c == ' ') {
return 0;
}
if (c == '+' || c == '-') {
return 1;
}
if (Character.isDigit(c)) {
return 2;
}
return 3;
}
思考：Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE); 为什么要强制转换为Long比较
在Java中，对 Integer.MIN_VALUE 取负数会导致溢出，因为 int 类型的最大值是 2,147,483,647，无法表示 2,147,483,648。所以要强制转化为long
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总结
普通解法要考虑很多边缘case,状态机的思路明了可以做到不重不漏，可是编码比较复杂
