一、题目描述
请你来实现一个 atoi 函数，使其能将字符串转换成整数。
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。接下来的转化规则如下：
如果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字符组合起来，形成一个有符号整数。
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，形成一个整数。
该字符串在有效的整数部分之后也可能会存在多余的字符，那么这些字符可以被忽略，它们对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，即无法进行有效转换。
在任何情况下，若函数不能进行有效的转换时，请返回 0 。
提示：
本题中的空白字符只包括空格字符 ’ ’ 。
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 [−231, 231 − 1]。如果数值超过这个范围，请返回 INT_MAX (231 − 1) 或 INT_MIN (−231) 。
示例 1:
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) 。
二、解题思路 & 代码
2.1 正常遍历
根据题目思路，我们先去掉空格，然后判断是否有正负号，利用flag标记，最后开始匹配数字并将数字记录在ans里面，并结合flag返回值；时间复杂度O（n），空间复杂度O（1）
这里关于ans衍生出一个问题，如何处理越界问题：
- 如果ans可以是long型，比较temp-1>INT_MAX即可，如同我在C++和python语言所体现的
- 如果ans只能是int型，以结果为整数为列：如果有ans=ans10+pop，则比较ans10+pop>INT_MAX这里两边都不能溢出，乘10累计都可能溢出，我们需要反向思考变除变减比较，移项有
ans>(INT_MAX-pop)/10，但这个式子应该只在python中适用，因为他的除法是正常的，其他会向下取整，所以对于其他语言，可以对INT_MAX/10,再把pop单独拿出来讨论即可，如同我在java中体现的
class Solution:
def myAtoi(self, str: str) -> int:
i=0
n=len(str)
while i<n and str[i]==' ':
i=i+1
if n==0 or i==n:
return 0
flag=1
if str[i]=='-':
flag=-1
if str[i]=='+' or str[i]=='-':
i=i+1
INT_MAX=2**31-1
INT_MIN=-2**31
ans=0
while i<n and '0'<=str[i]<='9':
ans=ans*10+int(str[i])-int('0')
i+=1
if(ans-1>INT_MAX):
break
ans=ans*flag
if ans>INT_MAX:
return INT_MAX
return INT_MIN if ans<INT_MIN else
2.2 有限状态机
在我理解正常遍历的方法只是适用于分支讨论较少的情况，不然代码就会显得很冗余，也很难思考。而有限状态机的关键在于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
在我理解看来，这种方法这要确定好了状态就可以解决复杂的字符串问题，无论是在题目改成要求找多组数字或者是加入其他判断条件
下面是官方图给的状态
INT_MAX=2**31-1
INT_MIN=-2**31
class Automata:
def _init_(self):
self.state="start"
self.ans=0
self.sign=1
self.table={
"start":["start","sign","innum","end"],
"sign":["end","end","innum","end"],
"innum":["end","end","innum","end"],
"end":["end","end","end","end"],
}
def get_s(self,c):
if c.isspace():
return 0
if c=='+' or c=='-':
return 1
if c.isdigit():
return 2
return 3
def get(self,c):
self.state=self.table[self.state][self.get_s(c)]
if self.state=="innum":
self.ans=self.ans*10+int(c)
self.ans= min(self.ans,INT_MAX) if self.sign==1 else min(self.ans,-INT_MIN)
if self.state=="sign":
if c=='-':
sign=-1
class Solution:
def myAtoi(self, str: str) -> int:
Auto=Automata()
for c in str:
Auto.get(c)
return Auto.ans*Auto.sign
2.3 正则表达式
正则表达式通常被用来测试字符串内的模式、替换那些符合某个模式的文本、基于模式匹配从字符串中提取子字符串。
对于本题，这里我们如果应用正则表达式把数字那一串提取出来再进行处理就简单多了
下面是关于正则表达式的学习网站
https://www.runoob.com/regexp/regexp-tutorial.html 由于我学习之后在这个网站没有找到C++的正则应用，就容我偷个赖，日后有机会再补充吧
这里的学习以理解思路，多练习为好
import re
class Solution:
def myAtoi(self, str: str) -> int:
INT_MAX = 2147483647
INT_MIN = -2147483648
str = str.lstrip() #清除左边多余的空格
num_re = re.compile(r'^[\+\-]?\d+') #设置正则规则
num = num_re.findall(str) #查找匹配的内容
num = int(*num) #由于返回的是个列表，解包并且转换成整数
return max(min(num,INT_MAX),INT_MIN) #返回值
使用正则表达式：
^：匹配字符串开头
[\+\-]：代表一个+字符或-字符
?：前面一个字符可有可无
\d：一个数字
+：前面一个字符的一个或多个
\D：一个非数字字符
*：前面一个字符的0个或多个
max(min(数字, 231 - 1), -231) 用来防止结果越界
为什么可以使用正则表达式？如果整数过大溢出怎么办？
题目中描述： 假设我们的环境只能存储 32 位大小的有符号整数
首先，这个假设对于 Python 不成立，Python 不存在 32 位的 int 类型。其次，即使搜索到的字符串转32位整数可能导致溢出，我们也可以直接通过字符串判断是否存在溢出的情况（比如 try 函数 或 判断字符串长度 + 字符串比较）
参考：
- LeetCode题解
