从暴力到滑动窗口全解析——力扣8. 字符串转换整数 (atoi)

力扣8. 字符串转换整数 (atoi)

【LeetCode题解】8. 字符串转换整数 (atoi) ------ Java详细讲解与实现

一、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，算法流程如下：

丢弃前导空格 ：读入字符串并忽略开头所有空格 ' '。
判断符号 ：如果下一个字符是 '+' 或 '-'，则记录符号；否则默认是正数。
读取数字部分：从当前位置开始，连续读取数字字符并转换为整数。
遇到非数字或字符串末尾停止。
溢出截断 ：若结果超出 32 位有符号整数范围 [−2³¹, 2³¹ − 1]，则返回对应边界值。

二、示例

输入	输出	说明
`"42"`	`42`	直接转换
`" -042"`	`-42`	忽略空格和前导零
`"1337c0d3"`	`1337`	遇到非数字停止
`"0-1"`	`0`	数字后出现符号停止
`"words and 987"`	`0`	非数字开头返回 0

三、解题思路

这道题看似简单，但关键在于正确处理各种边界情况。我们可以将整个流程拆分为以下几个步骤：

1. 跳过前导空格

使用指针 i 从头遍历字符串，直到遇到第一个非空格字符。

java 复制代码

while (i < n && s.charAt(i) == ' ') {
    i++;
}
if (i == n) return 0; // 全是空格

2. 处理符号

判断当前字符是否为 '+' 或 '-'，并设置符号变量 sign。

java 复制代码

int sign = 1;
if (s.charAt(i) == '+' || s.charAt(i) == '-') {
    sign = (s.charAt(i) == '-') ? -1 : 1;
    i++;
}

3. 读取数字并防止溢出

逐位读取数字字符，转换为整数 digit，并实时判断是否会溢出。

java 复制代码

int result = 0;
while (i < n && Character.isDigit(s.charAt(i))) {
    int digit = s.charAt(i) - '0';

    // 判断是否会溢出
    if (result > (Integer.MAX_VALUE - digit) / 10) {
        return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
    }

    result = result * 10 + digit;
    i++;
}

4. 返回最终结果

计算并返回带符号的结果。

java 复制代码

return result * sign;

四、完整 Java 实现

java 复制代码

class Solution {
    public int myAtoi(String s) {
        int i = 0, n = s.length();
        int sign = 1;
        int result = 0;

        // 1. 跳过前导空格
        while (i < n && s.charAt(i) == ' ') {
            i++;
        }
        if (i == n) return 0;

        // 2. 处理符号
        if (s.charAt(i) == '+' || s.charAt(i) == '-') {
            sign = (s.charAt(i) == '-') ? -1 : 1;
            i++;
        }

        // 3. 读取数字并判断溢出
        while (i < n && Character.isDigit(s.charAt(i))) {
            int digit = s.charAt(i) - '0';
            if (result > (Integer.MAX_VALUE - digit) / 10) {
                return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            }
            result = result * 10 + digit;
            i++;
        }

        // 4. 返回最终结果
        return result * sign;
    }
}

五、复杂度分析

项目	分析
时间复杂度	O(n)，遍历字符串一次
空间复杂度	O(1)，仅使用常量变量

六、常见错误点总结

忘记处理前导空格：直接从首字符开始解析会出错。
未考虑正负号：导致结果符号错误。
数字越界未判断：会导致运行时错误或结果错误。
读取数字后未停止：可能误解析额外字符。

七、总结

这道题的核心是：
严格按照题意模拟整个转换过程 ，并在每一步都处理边界情况。

通过实现 myAtoi，我们不仅锻炼了对字符串处理的熟悉度，也提升了对"溢出控制"与"边界检测"的编程敏感性。

掌握这题之后，对类似的字符串解析类问题（如字符串转浮点数、表达式计算等）会更加得心应手。