[LeetCode]剑指 Offer 20. 表示数值的字符串

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了[LeetCode]剑指 Offer 20. 表示数值的字符串相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值(包括整数和小数)。

数值(按顺序)可以分成以下几个部分:

  1. 若干空格
  2. 一个小数或者整数
  3. (可选)一个 ‘e’ 或 ‘E’ ,后面跟着一个 整数
  4. 若干空格

小数(按顺序)可以分成以下几个部分:

  1. (可选)一个符号字符(‘+’ 或 ‘-’)
  2. 下述格式之一:
    1. 至少一位数字,后面跟着一个点 ‘.’
    2. 至少一位数字,后面跟着一个点 ‘.’ ,后面再跟着至少一位数字
    3. 一个点 ‘.’ ,后面跟着至少一位数字

整数(按顺序)可以分成以下几个部分:

  1. (可选)一个符号字符(‘+’ 或 ‘-’)
  2. 至少一位数字

部分数值列举如下:

["+100", "5e2", "-123", "3.1416", "-1E-16", "0123"]

部分非数值列举如下:

["12e", "1a3.14", "1.2.3", "+-5", "12e+5.4"]

示例 1:

输入:s = “0”
输出:true

示例 2:

输入:s = “e”
输出:false

示例 3:

输入:s = “.”
输出:false

示例 4:

输入:s = " .1 "
输出:true

提示:

  • 1 <= s.length <= 20
  • s 仅含英文字母(大写和小写),数字(0-9),加号 ‘+’ ,减号 ‘-’ ,空格 ’ ’ 或者点 ‘.’ 。

题解一:

	/**
     * 剑指 Offer 20. 表示数值的字符串
     */
    public boolean isNumber(String s) 
        if (s == null || s.isEmpty()) 
            return false;
        

        // 数字 0-9
        boolean isNum = false;
        // 小数点
        boolean isDot = false;
        // e 或 E,以下行文简称 e
        boolean isE = false;
        char[] chars = s.trim().toCharArray();

        for (int i = 0; i < chars.length; i++) 
            char ch = chars[i];
            if (ch >= '0' && ch <= '9') 
                isNum = true;
             else if (ch == '.') 
                // 小数点不可重复或小数点前不能出现 e
                if (isDot || isE) 
                    return false;
                
                isDot = true;
             else if (ch == 'e' || ch == 'E') 
                // e 前必须有数字,e 不可重复
                if (!isNum || isE) 
                    return false;
                
                isE = true;
                // e 后必须接有数字
                isNum = false;
             else if (ch == '-' || ch == '+') 
                // 正负号只能是第一个字符或在 e 前
                if (i != 0 && chars[i - 1] != 'e' && chars[i - 1] != 'E') 
                    return false;
                
             else 
                return false;
            
        
        return isNum;
    

题解二:

使用编译原理课程有限状态自动机相关知识。根据字符类型和合法数值的特点,先定义状态,再画出状态转移图,最后编写代码即可。

字符类型:空格「」、数字「0—9」 、正负号「+−」 、小数点「.」 、幂符号「eE」

状态定义:按照字符串从左到右的顺序,定义以下 9 种状态。

  1. 开始的空格
  2. 幂符号前的正负号
  3. 小数点前的数字
  4. 小数点、小数点后的数字
  5. 当小数点前为空格时,小数点、小数点后的数字
  6. 幂符号
  7. 幂符号后的正负号
  8. 幂符号后的数字
  9. 结尾的空格

结束状态:合法的结束状态有 2, 3, 7, 8

算法流程:

  1. 初始化:

    1. 状态转移表 states: 设 states[i] ,其中 i 为所处状态,states[i] 使用哈希表存储可转移至的状态。键值对 (key, value) 含义:若输入 key,则可从状态 i 转移至状态 value。
    2. 当前状态 p : 起始状态初始化为 p = 0。
  2. 状态转移循环: 遍历字符串 s 的每个字符 c 。

    1. 记录字符类型 t : 分为四种情况。
      • 当 c 为正负号时,执行 t = ‘s’ ;
      • 当 c 为数字时,执行 t = ‘d’ ;
      • 当 c 为 e , E 时,执行 t = ‘e’ ;
      • 当 c 为 . , 空格时,执行 t = c (即用字符本身表示字符类型);
      • 否则,执行 t = ‘?’ ,代表为不属于判断范围的非法字符,后续直接返回 false。
    2. 终止条件: 若字符类型 t 不在哈希表 states[p] 中,说明无法转移至下一状态,因此直接返回 false 。
    3. 状态转移: 状态 p 转移至 states[p][t]。
  3. 返回值: 跳出循环后,若状态 p ∈ 2, 3, 7, 8 ,说明结尾合法,返回 true,否则返回 false。

	/**
     * 剑指 Offer 20. 表示数值的字符串
     */
    public boolean isNumber(String s) 
        Map[] states = 
                new HashMap<>()  put(' ', 0); put('s', 1); put('d', 2); put('.', 4); , // 0.
                new HashMap<>()  put('d', 2); put('.', 4); ,                           // 1.
                new HashMap<>()  put('d', 2); put('.', 3); put('e', 5); put(' ', 8); , // 2.
                new HashMap<>()  put('d', 3); put('e', 5); put(' ', 8); ,              // 3.
                new HashMap<>()  put('d', 3); ,                                        // 4.
                new HashMap<>()  put('s', 6); put('d', 7); ,                           // 5.
                new HashMap<>()  put('d', 7); ,                                        // 6.
                new HashMap<>()  put('d', 7); put(' ', 8); ,                           // 7.
                new HashMap<>()  put(' ', 8);                                          // 8.
        ;

        char nextState;
        int curStatus = 0;
        for (char c : s.toCharArray()) 
            if (c >= '0' && c <= '9') 
                nextState = 'd';
             else if (c == '+' || c == '-') 
                nextState = 's';
             else if (c == 'e' || c == 'E') 
                nextState = 'e';
             else if (c == '.' || c == ' ') 
                nextState = c;
             else 
                nextState = '?';
            
            if (!states[curStatus].containsKey(nextState)) 
                return false;
            
            curStatus = (int) states[curStatus].get(nextState);
        
        return curStatus == 2 || curStatus == 3 || curStatus == 7 || curStatus == 8;
    

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/biao-shi-shu-zhi-de-zi-fu-chuan-lcof

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