8-字符串转换整数（atoi）

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题目

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 [−2^31, 2^31− 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 −2^31 的整数应该被固定为 −2^31 ，大于 2^31− 1 的整数应该被固定为 2^31− 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。

使用parseInt解决

(投机取巧了)，没有按照人家官方说的那种方法

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/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
var myAtoi = function(s) {
	let num = parseInt(s, 10);
	if(isNaN(num)){
		return 0;
	} else if(num < Math.pow(-2, 31) || num > (Math.pow(2, 31)-1)){
		return num < Math.pow(-2, 31) ? Math.pow(-2, 31) : (Math.pow(2, 31)-1);
	} else {
		return num;
	}
};

自动机

  • 自动机
    我们的程序在每个时刻有一个状态s，每次从序列中输入一个字符c，并根据字符c 转移到下一个状态s’。这样，我们只需要建立一个覆盖所有情况的从s与c映射到s’的表格即可解决题目中的问题。

状态分析

首先，从题意中，我们很轻易地可以知道，字符串str中的每个字符，都有可能是以下的四种类型中的一种：

  • 空格字符’ ‘（Space）
  • 正负号+和-(Sign)
  • 字符串型的数值（Number）
  • 除以上三种情况外的任何情况（Other）

阶段分析

如果想要将字符串转换为整数，那么必然会经历这四个有序的阶段：

1、开始转换（start）
2、判断正负（signed）
3、生成数值（in_number）
4、结束转换（end）

生成自动机

这步是最为关键的一步，它将状态和阶段巧妙地结合了起来。

话不多说，让我们先来看一个表格：

‘’（Space） +/-（Sign） Number Other
start start signed in_number end
signed end end in_number end
in_number end end in_number end
end end end end

现在来说明下这个表格的含义。

不同的行象征不同执行阶段：

  • 第0行：开始转换阶段
  • 第1行：判断正负阶段
  • 第2行：生成数值阶段
  • 第3行：结束转换阶段

不同的列象征不同的字符类型：

  • 第0列：字符为空格
  • 第1列：字符为正、负号
  • 第2列：字符为字符型数值
  • 第3列：字符为其他形式
    由行、列确定的坐标，象征着下一个字符所处的执行阶段。

例如，官方的str例子：” -42”,就会进行如下的转换流程（请结合表格认真阅读，这对你理解“自动机”的概念很有帮助）：

  1. 一开始，必然是开始阶段，所以从第0行，即[0, ?]
  2. 第一个字符是空格，找到空格所在的列，即[?, 0]
  3. 结合行、列，即[0, 0],发现将为下一个字符执行start阶段
  4. 所以第二个字符还是从第0行开始，即[0, ?]
  5. 第二个字符是空格，空格的列数是[?, 0]
  6. 所以第三个字符的还是执行start阶段（[0, 0]）
  7. …（空格的分析不再赘述）
  8. 发现字符是负号-,而此时是在第0行（之前空格的原因），所以坐标是[0, 1]，
  9. 那么可以下一个字符的执行阶段是signed，即第1列（[1, ?]）
  10. 接下来的字符是字符型的4，则列数是[?, 2]
  11. 所以坐标确定为[1, 2]，则下一个字符的执行阶段是in_number,即[2, ?]
  12. 这次的字符还是字符型（2），则依旧定位到[?, 2]，则下一个字符执行in_number阶段
  13. 没有字符了，遍历结束
  14. 依据负号和数值,得出转换结果为-42

现在你理解了如何由状态和阶段构建自动机了吧？
以上的这些步骤描述，其实就是LeetCode官方图例所表达的意思。

代码实现

话不多说，看代码吧~

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/**
 * @param {string} str
 * @return {number}
 */
var myAtoi = function(str) {
  // 自动机类
  class Automaton{
    constructor() {
      // 执行阶段，默认处于开始执行阶段
      this.state = 'start';
      // 正负符号，默认是正数
      this.sign = 1;
      // 数值，默认是0
      this.answer = 0;
      /*
      关键点：
      状态和执行阶段的对应表
      含义如下：
      [执行阶段, [空格, 正负, 数值, 其他]]
      */
      this.map = new Map([
        ['start', ['start', 'signed', 'in_number', 'end']],
        ['signed', ['end', 'end', 'in_number', 'end']],
        ['in_number', ['end', 'end', 'in_number', 'end']],
        ['end', ['end', 'end', 'end', 'end']]
      ])
    }

    // 获取状态的索引
    getIndex(char) {
      if (char === ' ') {
        // 空格判断
        return 0;
      } else if (char === '-' || char === '+') {
        // 正负判断
        return 1;
      } else if (typeof Number(char) === 'number' && !isNaN(char)) {
        // 数值判断
        return 2;
      } else {
        // 其他情况
        return 3;
      }
    }

    /*
    关键点：
    字符转换执行函数
    */
    get(char) {
      /*
      易错点：
      每次传入字符时，都要变更自动机的执行阶段
      */
      this.state = this.map.get(this.state)[this.getIndex(char)];

      if(this.state === 'in_number') {
        /*
        小技巧：
        在JS中，对字符串类型进行减法操作，可以将得到一个数值型（Number）的值

        易错点：
        本处需要利用括号来提高四则运算的优先级
        */
        this.answer = this.answer * 10 + (char - 0);

        /*
        易错点：
        在进行负数比较时，需要将INT_MIN变为正数
        */
        this.answer = this.sign === 1 ? Math.min(this.answer, Math.pow(2, 31) - 1) : Math.min(this.answer, -Math.pow(-2, 31));
      } else if (this.state === 'signed') {
        /*
        优化点：
        对于一个整数来说，非正即负，
        所以正负号的判断，只需要一次。
        故，可以降低其判断的优先级
        */
        this.sign = char === '+' ? 1 : -1;
      }
    }
  }

  // 生成自动机实例
  let automaton = new Automaton();

  // 遍历每个字符
  for(let char of str) {
    // 依次进行转换
    automaton.get(char);
  }

  // 返回值，整数 = 正负 * 数值
  return automaton.sign * automaton.answer;
};