LeetCode8——有限状态机

字符串转换整数(atoi) 1. 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：

1. 读入字符串并丢弃无用的前导空格
2. 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。
3. 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）。
4. 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 。
5. 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
输入： “sjhf981”
输出：0

2. 解法 2.1 我的解法

经过对题意的理解和各种测试出错的情况，能正确获取数字的情况为：在数字的前面不存在除了空格和+，-号以外的符号，且如果出现了正负号，那么正负号后面一格必须为数字才能输出数字。像这样的字符串"xuz1234"和" - 72"都是输出0。

我的想法就是遍历字符串，用if去判断各种情况，找出第一组连续的数字子串。比如说，当我们在遇到数字前遇到除了空格和正负号以外的符号时，应该输出0；如果遇到了正负号，但是它后面一位又不为数字，那么输出0；在上面两种情况之外，我们还可能遍历完字符串没看到数字，那么还是输出0。

排除上面的情况，我们会遇到第一个数字，这时候判断一下该数字前面的字符是不是‘-’，做个标记，如果是标记结果为负；当然这时候也可能出现这样的可能：第一个字符就是数字，没有前面的字符了，这一点需要考虑。但是这样的情况依然为正值。

之后就是遍历找到的数字子串计算结果，在与int的最大最小值比较最后得出结果。代码如下：

class Solution {
public:
    int myAtoi(string s) 
    {
    	//如果字符串为空，输出0
        if(!s.length()) return 0;
        //如果字符串不为空
        int r = 0;//用于索引的下标
        long ans = 0;//存储结果，用long
        bool flag = 1;//标记结果是否为正，为正则为真，默认为正
        //遍历字符串，当下标不超过长度 或者 该位置字符不为数字
        while(r != s.length() && !isdigit(s[r]))
        {
        	//那么判断是否为字符或者'.'，是的话输出0
            if(isalpha(s[r]) || s[r] == '.') return 0;
            //如果是正负号且后一位不是数字，输出0
            //考虑一种情况s="+"，那么s[1]会不会溢出呢？
            //答案是不会，因为string会在末尾添加一个占位符，
            //但是length()不会把这个符号算作长度
            if ((s[r] == '+' || s[r] == '-') && !isdigit(s[r + 1])) return 0;
            //遍历下一个字符
            ++r;
        }
        //这时已经遍历到了第一个数字
        //看看前面一个字符是否为'-'
        //注意到r-1可能溢出，如果r=0，就自然为正，不修改flag
        //否则r>0且有负号，flag置为0
        if(r && s[r-1] == '-') flag = 0;
        //遍历数字子串，当遇到第一个不为数字的字符就退出循环
        //或者 遍历到字符串尾部
        while(r != s.length() && isdigit(s[r]))
        {
        	//计算答案，这个公式不解释
            ans = ans*10 + s[r] - 48;
            //判断是否超过最值
            if(ans > INT_MAX)
            {
            	//根据符号输出最大或者最小
                return flag ? INT_MAX : INT_MIN;
            }
            ++r;
        }
        //走到这说明为溢出，根据符号输出答案
        return flag ? ans : -ans;
    }
};

2.2 有限状态机

这个是官解，可以去官网看。

基本思路是：认为字符串的处理过程中会出现四种情况：

1. 当前字符为空格，处于start状态；
2. 当前字符为正负号，处于判断答案正负的状态signed；
3. 当前字符为数字，处于处理数字的状态in_number；
4. 当前字符为其他，可以退出字符串处理的状态end。

初始状态为start，输入一个字符，判断为数字进入in_number状态，然后处理数字；判断为空格保持start状态；判断为正负号进入signed状态；判断为其他则进入end；当前状态如果为in_number,当且仅当后续输入字符为数字时进入in_number状态，否则进入end；当前状态为signed，当且仅当后续输入为数字进入in_number状态，否则进入end；当前状态为end，无论后续输入为何，都进入end。

class Automaton {
    string state = "start";//初始状态
    //第一个参数表示当前状态，第二参数表示在该状态下可能进入的状态
    unordered_map<string, vector<string>> table = {
        {"start", {"start", "signed", "in_number", "end"}},
        {"signed", {"end", "end", "in_number", "end"}},
        {"in_number", {"end", "end", "in_number", "end"}},
        {"end", {"end", "end", "end", "end"}}
    };

    int get_col(char c) {
        if (isspace(c)) return 0;
        if (c == '+' or c == '-') return 1;
        if (isdigit(c)) return 2;
        return 3;
    }
public:
    int sign = 1;
    long long ans = 0;

    void get(char c) {
    	//根据字符更新状态
        state = table[state][get_col(c)];
        //状态in_number和signed下该有的 *** 作
        if (state == "in_number") {
            ans = ans * 10 + c - '0';
            ans = sign == 1 ? min(ans, (long long)INT_MAX) : min(ans, -(long long)INT_MIN);
        }
        else if (state == "signed")
            sign = c == '+' ? 1 : -1;
    }
};

class Solution {
public:
    int myAtoi(string str) {
        Automaton automaton;
        for (char c : str)
            automaton.get(c);
        return automaton.sign * automaton.ans;
    }
};