数学 - 字符串转换整数 (atoi) - 《数据结构与算法》

题目
思路分析

题目

题目来源：力扣（LeetCode）

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 [−231, 231 − 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 −231 的整数应该被固定为 −231 ，大于 231 − 1 的整数应该被固定为 231 − 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。

示例 1：

输入：s = “42”
输出：42
解释：加粗的字符串为已经读入的字符，插入符号是当前读取的字符。
第 1 步：”42”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步：”42”（当前没有读入字符，因为这里不存在 ‘-‘ 或者 ‘+’）
^
第 3 步：”42”（读入 “42”）
^
解析得到整数 42 。
由于 “42” 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 42 。

示例 2：

输入：s = “ -42”
输出：-42
解释：
第 1 步：” -42”（读入前导空格，但忽视掉）
^
第 2 步：” -42”（读入 ‘-‘ 字符，所以结果应该是负数）
^
第 3 步：” -42”（读入 “42”）
^
解析得到整数 -42 。
由于 “-42” 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 -42 。

示例 3：

输入：s = “4193 with words”
输出：4193
解释：
第 1 步：”4193 with words”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步：”4193 with words”（当前没有读入字符，因为这里不存在 ‘-‘ 或者 ‘+’）
^
第 3 步：”4193 with words”（读入 “4193”；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
^
解析得到整数 4193 。
由于 “4193” 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 4193 。

示例 4：

输入：s = “words and 987”
输出：0
解释：
第 1 步：”words and 987”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步：”words and 987”（当前没有读入字符，因为这里不存在 ‘-‘ 或者 ‘+’）
^
第 3 步：”words and 987”（由于当前字符 ‘w’ 不是一个数字，所以读入停止）
^
解析得到整数 0 ，因为没有读入任何数字。
由于 0 在范围 [-231, 231 - 1] 内，最终结果为 0 。

示例 5：

输入：s = “-91283472332”
输出：-2147483648
解释：
第 1 步：”-91283472332”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^
第 2 步：”-91283472332”（读入 ‘-‘ 字符，所以结果应该是负数）
^
第 3 步：”-91283472332”（读入 “91283472332”）
^
解析得到整数 -91283472332 。
由于 -91283472332 小于范围 [-231, 231 - 1] 的下界，最终结果被截断为 -231 = -2147483648 。

思路分析

官方的主要规则可以概况为：

无视开头空格
返回有符号整数
无视整数部分后的字符
范围在32位内（含）
其他情况返回0

这个转换规则，就是JavaScript中的 parseInt() 这一API的转换规则。

逻辑梳理
现在来简要阐述下parseInt()的转换规则，关于这个API的具体描述，可以查看MDN上的这篇文档。

parseInt(string, radix)：

string：要被解析的值。如果参数不是一个字符串，则将其转换为字符串。字符串开头的空白符将会被忽略。
radix（可选）：需要转换的进制，介于 2 到 36。
返回值：如果被解析参数的第一个字符无法被转化成数值类型，则返回NaN。

对比下题意，发现

无视开头空格（满足）
返回有符号整数（满足）
无视整数部分后的字符（满足）
范围在32位内（含）（不满足）
其他情况返回0（不满足）

那么只要有针对性的处理下不满足的条件即可。

范围在32位内（含）
只需简单地将API转换后的值与临界值进行对比就行。

if (number < Math.pow(-2, 31) || number > Math.pow(2, 31) - 1) {
    return number < Math.pow(-2, 31) ? Math.pow(-2, 31) : Math.pow(2, 31) - 1;
}

其他情况返回0
很显然，API的返回值如果是NaN，则说明无法正常转换，所以只需将返回值和NaN进行比较即可。

注意，NaN和NaN并不全等，所以各位JSer不能使用全等操作符（===），而该使用isNaN()函数来比较。

if(isNaN(number)) {
    return 0;
}

完整代码

/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
// 一个字符串转换成一个整数，判断是否越界。
// 如果整数超过边界，就输出 边界值
// 就是考整数，最大的整数是2147483647
var myAtoi = function (str) {
  const number = parseInt(str, 10);
  const Max = Math.pow(2, 31) - 1;
  const Min = Math.pow(-2, 31);
  // 无法转换的情况返回 0
  if (isNaN(number)) {
    return 0;
  }
  // 转换结果超出范围的情况
  if (number < Min || number > Max) {
    return number < 0 ? Min : Max;
  }
  return number;
};

自动机解法