【C++指南】字符串转整数（atoi）的实现与解析
【摘要】 在编程中，经常会遇到将字符串转换为整数的需求，就像标准库中的 atoi 函数一样。
本题要求实现一个 myAtoi 函数，将输入的字符串转换为 32 位有符号整数
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一、问题描述
在编程中，经常会遇到将字符串转换为整数的需求，就像标准库中的 atoi 函数一样。
本题要求实现一个 myAtoi 函数，将输入的字符串转换为 32 位有符号整数，具体规则如下：
- 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
[−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。
二、解题思路
为了实现 myAtoi 函数，我们可以按照以下步骤进行：
- 忽略前导空格：从字符串的开头开始，跳过所有的空格字符，直到遇到第一个非空格字符。
- 处理符号：检查第一个非空格字符是否为
+或-，如果是+，则结果为正数；如果是-，则结果为负数；如果没有符号，则默认结果为正数。 - 转换数字：从符号字符之后开始，依次读取数字字符，将其转换为整数。如果遇到非数字字符，则停止读取。
- 溢出处理：在转换数字的过程中，需要检查是否会发生溢出。如果结果超出了 32 位有符号整数的范围，则需要截断结果。
三、代码实现
#include <iostream>
#include <string>
#include <climits>
class Solution {
public:
int myAtoi(std::string str)
{
int flag = 1; // 正负号
int i = 0; // 下标
int ret = 0; // 结果
int size = str.size();
// 忽略前导空格
while (i < size && str[i] == ' ') {
++i;
}
// 处理符号
if (i < size && str[i] == '-') {
flag = -1;
++i;
} else if (i < size && str[i] == '+') {
++i;
}
// 转换数字
while (i < size && str[i] >= '0' && str[i] <= '9') {
int digit = str[i] - '0';
// 检查溢出
if (ret > (INT_MAX - digit) / 10) {
return flag == 1 ? INT_MAX : INT_MIN;
}
ret = ret * 10 + digit;
++i;
}
return flag * ret;
}
};
int main() {
Solution sol;
std::string input = " -42";
std::cout << sol.myAtoi(input) << std::endl;
return 0;
}
四、代码逻辑详解
1. 变量初始化
flag：用于记录结果的正负号，初始值为 1，表示正数。i：用于遍历字符串的下标，初始值为 0。ret：用于存储转换后的整数结果，初始值为 0。size：字符串的长度。
2. 忽略前导空格
while (i < size && str[i] == ' ') {
++i;
}
使用一个 while 循环，从字符串的开头开始，跳过所有的空格字符，直到遇到第一个非空格字符。
3. 处理符号
if (i < size && str[i] == '-') {
flag = -1;
++i;
} else if (i < size && str[i] == '+') {
++i;
}
检查第一个非空格字符是否为 + 或 -。如果是 -，则将 flag 设为 -1，表示结果为负数；如果是 +，则直接跳过该字符；如果没有符号，则默认结果为正数。
4. 转换数字
while (i < size && str[i] >= '0' && str[i] <= '9') {
int digit = str[i] - '0';
// 检查溢出
if (ret > (INT_MAX - digit) / 10) {
return flag == 1 ? INT_MAX : INT_MIN;
}
ret = ret * 10 + digit;
++i;
}
使用一个 while 循环，从符号字符之后开始，依次读取数字字符。将字符转换为对应的数字 digit，并将其加入到结果 ret 中。在每次更新 ret 之前，检查是否会发生溢出。如果 ret 乘以 10 再加上 digit 会超过 INT_MAX，则根据 flag 的值返回 INT_MAX 或 INT_MIN。
5. 返回结果
return flag * ret;
最后，将结果乘以 flag，得到最终的整数结果并返回。
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