1 题目描述
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。
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。
当我们寻找到的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组合起来，作为该整数的正负号；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，形成整数。
该字符串除了有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符，这些字符可以被忽略，它们对于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。
在任何情况下，若函数不能进行有效的转换时，请返回 0。
说明：
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 [ − 2 31 , 2 31 − 1 ] [−2^{31}, 2^{31} − 1] [−231,231−1]。如果数值超过这个范围，请返回 I N T _ M A X ( 2 31 − 1 ) INT\_MAX (2^{31} − 1) INT_MAX(231−1) 或 I N T _ M I N ( − 2 31 ) INT\_MIN (−2^{31}) 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) 。
2 解题思路
依据题意，有以下四种字符需要考虑：
- 首部空格：删除之即可；
- 符号位：三种情况，即“+”，“-”，“无符号”；新建一个变量保存符号位，返回前判断正负即可。
- 非数字字符：遇到首个非数字的字符时，应立即返回。
- 数字字符：
- 字符转数字：“此数字的ASCII码”与“0的ASCII码”相减即可；
- 数字拼接：若从左向右遍历数字，设当前位字符为c，当前位数字为x，数字结果为res，则数字拼接公式为：
r e s = 10 × r e s + x res=10 \times res + x res=10×res+x
x = a s c i i ( c ) − a s c i i ( ′ 0 ′ ) x=ascii(c)-ascii('0') x=ascii(c)−ascii(′0′)
数字越界处理：
题目要求返回的数值范围应在 [ − 2 31 , 2 31 − 1 ] [-2^{31},2^{31}-1] [−231,231−1]，因此需要考虑数字越界问题。而由于题目指出环境只能存储32位大小的有符号整数，因此判断数字越界时，要始终保持res在int类型的取值范围内。
在每轮数字拼接前，判断res在此轮拼接后是否超过2147483647，若超过则加上符号位直接返回。设数字拼接边界bndry=2147483647//10=214748364，则以下两种情况越界：
{ r e s > b n d r y 情 况 一 ： 执 行 拼 接 10 × r e s ≥ 2147483650 越 界 r e s = b n d r y , x > 7 情 况 二 ： 拼 接 后 是 2147483649 或 2147483649 越 界 \left\{ \begin{array}{lcl} res>bndry & & {情况一：执行拼接10 \times res \geq 2147483650越界}\\ res=bndry,x>7 & & {情况二：拼接后是2147483649或2147483649越界} \end{array} \right. {
res>bndryres=bndry,x>7情况一：执行拼接10×res≥2147483650越界情况二：拼接后是2147483649或2147483649越界
class Solution {
public int strToInt(String str) {
char[] c = str.trim().toCharArray();
if (c.length == 0) return 0;
int sign = 1;
int i = 1;
int res = 0;
int bndry = Integer.MAX_VALUE / 10;
if (c[0] == '-') sign = -1;
else if (c[0] != '+') i = 0;
for (int j = i;j < c.length;j++) {
if (c[j] < '0' || c[j] > '9') break;
if (res > bndry || res == bndry && c[j] > '7') return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
res = res * 10 + c[j] - '0';
}
return sign * res;
}
}
复杂度分析：
- 时间复杂度 O(N) ： 其中 N 为字符串长度，线性遍历字符串占用 O(N) 时间。
- 空间复杂度 O(N) ： 删除首尾空格后需建立新字符串，最差情况下占用 O(N) 额外空间。