每日一道 LeetCode (50):字符串轉換整數 (atoi)

每天 3 分鐘,走上算法的逆襲之路。

前文合集

每日一道 LeetCode 前文合集

代碼倉庫

GitHub: https://github.com/meteor1993/LeetCode

Gitee: https://gitee.com/inwsy/LeetCode

題目:最長迴文子串

難度:中等

題目來源:https://leetcode-cn.com/problems/string-to-integer-atoi/

請你來實現一個 atoi 函數,使其能將字符串轉換成整數。

首先,該函數會根據需要丟棄無用的開頭空格字符,直到尋找到第一個非空格的字符爲止。接下來的轉化規則如下:

  • 如果第一個非空字符爲正或者負號時,則將該符號與之後面儘可能多的連續數字字符組合起來,形成一個有符號整數。
  • 假如第一個非空字符是數字,則直接將其與之後連續的數字字符組合起來,形成一個整數。
  • 該字符串在有效的整數部分之後也可能會存在多餘的字符,那麼這些字符可以被忽略,它們對函數不應該造成影響。

注意:假如該字符串中的第一個非空格字符不是一個有效整數字符、字符串爲空或字符串僅包含空白字符時,則你的函數不需要進行轉換,即無法進行有效轉換。

在任何情況下,若函數不能進行有效的轉換時,請返回 0 。

提示:

  • 本題中的空白字符只包括空格字符 ' ' 。
  • 假設我們的環境只能存儲 32 位大小的有符號整數,那麼其數值範圍爲 [−2^31,  2^31 − 1]。如果數值超過這個範圍,請返回  INT_MAX (2^31 − 1) 或 INT_MIN (−2^31) 。

示例 1:

輸入: "42"
輸出: 42

示例 2:

輸入: "   -42"
輸出: -42
解釋: 第一個非空白字符爲 '-', 它是一個負號。
     我們儘可能將負號與後面所有連續出現的數字組合起來,最後得到 -42 。

示例 3:

輸入: "4193 with words"
輸出: 4193
解釋: 轉換截止於數字 '3' ,因爲它的下一個字符不爲數字。

示例 4:

輸入: "words and 987"
輸出: 0
解釋: 第一個非空字符是 'w', 但它不是數字或正、負號。
     因此無法執行有效的轉換。

示例 5:

輸入: "-91283472332"
輸出: -2147483648
解釋: 數字 "-91283472332" 超過 32 位有符號整數範圍。 
     因此返回 INT_MIN (−231) 。

解題方案:有限狀態機

這道題單純的做出來,並不是很難,純暴力的解法肯定搞得定,除了邏輯複雜一點,判斷多一點,各種 flag 多立幾個,做肯定是做得出來的。

這道題的難度定成中等,肯定不是要我們用暴力解法把它解出來的,不然沒必要搞成中等難度,簡單難度就夠了,除了邏輯複雜點,這種方案找不到任何難點,這不符合力扣的尿性,一定有我不知道的解法。

果然,在答案中我看到了一個新名詞,叫做狀態機

狀態機的基本定義:狀態機是有限狀態自動機的簡稱,是現實事物運行規則抽象而成的一個數學模型。

狀態機裏面有 4 個概念:

第一個是 State ,狀態。一個狀態機至少要包含兩個狀態。

第二個是 Event ,事件。事件就是執行某個操作的觸發條件或者口令。

第三個是 Action ,動作。事件發生以後要執行動作。

第四個是 Transition ,變換。也就是從一個狀態變化爲另一個狀態。

套到這道題裏就是我們的程序在每個時刻有一個狀態 s ,每次從序列中輸入一個字符 c ,並根據字符 c 轉移到下一個狀態 s' 。這樣,我們只需要建立一個覆蓋所有情況的從 sc 映射到 s' 的表格即可解決題目中的問題。

答案中給出的示例圖是這樣的:

'' +/- 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 end

接下來就是把這一個構件的狀態機寫成代碼:

public class Automaton {
    // 正負
    public int sign = 1;
    // 數值
    public long ans = 0;
    private String state = "start";

    private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>() {{
        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)];
        if ("in_number".equals(state)) {
            ans = ans * 10 + c - '0';
            ans = sign == 1 ? Math.min(ans, (long) Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);
        } else if ("signed".equals(state)){
            sign = c == '+' ? 1 : -1;
        }
    }

    private int get_col(char c) {
        if (c == ' ') {
            return 0;
        }
        if (c == '+' || c == '-') {
            return 1;
        }
        if (Character.isDigit(c)) {
            return 2;
        }
        return 3;
    }
}

然後我們在主方法裏面調用這個狀態機:

public int myAtoi(String str) {
    Automaton automaton = new Automaton();
    char[] c = str.toCharArray();
    for (int i = 0; i < c.length; i++) {
        automaton.get(c[i]);
    }
    return (int) (automaton.sign * automaton.ans);
}

參考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/47434856

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章