本文正在参加「Java主题月 – Java 刷题打卡」，详情查看活动链接

前言

力扣第八题 字符串转换整数 (atoi) 如下所示：

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。

示例一：

示例二

示例三

一、思路

这一题题目较长，需要多读几遍题目。
写算法题就是要理解题目的意思，再结合数据结构表达出来即可~

此题精简一下的意思就是：
从左至右 读取一个字符串，取其中连续的数字（包括 '-' 和 '+' ）
如遇到 前导空格 就丢弃，即 继续向右

用流程图表示，可能会清晰！

流程-字符串转换整数.png

二、实现

因前导空格只会出现在字符串前面，为了简化代码，可在开始遍历前先丢弃所有的前导空格
此处使用滑动窗口来寻找连续的数字串

变量说明：
left：窗口左边界
right：窗口右边界
flag：是否为正数
ret：返回结果

    public int myAtoi(String s) {
        // 丢弃所有空字符
        int left = 0;
        int right;
        while (true) {
            // 如果越界直接返回
            if (left == s.length())
                return 0;
            if (s.charAt(left) != ' ')
                break;
            left ++;
        }
        int flag = 1;
        // 正号
        if (s.charAt(left) == '+') {
            right = ++left;
        } else if (s.charAt(left) == '-') {
            flag = -1;
            right = ++left;
        } else if(s.charAt(left) >= '0' && s.charAt(left) <= '9') {
            right = left + 1;
        } else {
            return 0;
        }
        // 取出尽可能多的数字
        while(right < s.length()) {
            if(s.charAt(right) < '0' || s.charAt(right) > '9') {
                break;
            }
            right ++;
        }
        // 没有任何数字
        if (left == right)
            return 0;
        int ret = 0;
        for (char c : s.substring(left, right).toCharArray()){
            int temp = c-'0';
            // 此处同理为 10 * ret + temp < Integer.MAX_VALUE
            if (ret > (Integer.MAX_VALUE - temp )/10) {
                return flag == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
            }
            ret = ret * 10 + temp;
        }
        return ret * flag;
    }
复制代码

执行结果如下所示：

三、如何改进

在看到上面的AC代码后，不知道你会不会和我一样觉得它太长了，不够简洁~
即使有注释，过多的边界判断对于后期维护来说也是一件大工程。
所以就跟我一起来优化上面的代码吧！

上面代码最复杂的部分就是许多的If/Else判断，那如何优化这部分呢？
在Java中可以使用 状态机 来解决复杂的流程和条件判断（偷偷告诉你，其实我也是在力扣看的~）

在写状态机只需注意以下几点：

定义状态
定义动作
状态间流转

在此借用一下力扣官方题解中的状态机定义

状态机说明：
共有 start、signed、in_number、end 四个状态
连线表示动作，如 start -> in_number 中的连线表示现在的状态是start，由于读到了 number 故状态更改为 in_number

我在官方的题解中略做了修改，如果当前状态为end则直接结束，不进行下一次循环
tips：在实际工程中，状态机一般用接口定义行为，实现类定义状态并实现接口！

    public int myAtoi(String str) {
        Automaton automaton = new Automaton();
        int length = str.length();
        for (int i = 0; i < length; ++i) {
            // 提前结束循环
            if (!automaton.get(str.charAt(i))) {
                return (int) (automaton.sign * automaton.ans);
            }
        }
        return (int) (automaton.sign * automaton.ans);
    }
    
    /**
 * 状态机
 */
class Automaton {
    public int sign = 1;
    public long ans = 0;
    // 初始状态
    private String state = "start";
    // 定义状态
    private Map<String, String[]> table = new HashMap<String, String[]>() {{
        put("start", new String[]{"start", "signed", "in_number", "end"});
        put("signed", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
        put("in_number", new String[]{"end", "end", "in_number", "end"});
        put("end", new String[]{"end", "end", "end", "end"});
    }};

    public boolean get(char c) {
        boolean flag = true;
        // 下一个状态
        state = table.get(state)[get_col(c)];
        if ("in_number".equals(state)) {
            ans = ans * 10 + c - '0';
            ans = sign == 1 ? Math.min(ans, Integer.MAX_VALUE) : Math.min(ans, -(long) Integer.MIN_VALUE);
        } else if ("signed".equals(state)) {
            sign = c == '+' ? 1 : -1;
        } else if ("end".equals(state)) {
            flag = false;
        }
        return flag;
    }

    // 状态流转
    private int get_col(char c) {
        if (c == ' ') {
            return 0;
        }
        if (c == '+' || c == '-') {
            return 1;
        }
        if (Character.isDigit(c)) {
            return 2;
        }
        return 3;
    }
}
复制代码