July 算法习题 - 字符串2 + Leetcode 8,9

[July 程序员编程艺术：面试和算法心得题目及习题][1]

字符串转换成整数

also Leetcode 8 String to Integer (atoi)

题目描述

输入一个由数字组成的字符串，把它转换成整数并输出。例如：输入字符串 "123"，输出整数 123。
给定函数原型int StrToInt(const char *str) ，实现字符串转换成整数的功能，不能使用库函数 atoi。

解题思路

实现是简单的，但是这道题主要考的是程序的鲁棒性。可以说要正确及完整的实现这道题，需要考虑所有常见的边界条件。

1. 空指针输入：输入的是指针，在访问空指针时程序会崩溃，因此在使用指针之前需要先判断指针是否为空。
2. 正负符号：整数不仅包含数字，还有可能是以'+'或'-'开头表示正负整数，因此如果第一个字符是'-'号，则要把得到的整数转换成负整数。
3. 非法字符：输入的字符串中可能含有不是数字的字符。因此，每当碰到这些非法的字符，程序应停止转换。
4. 整型溢出：输入的数字是以字符串的形式输入，因此输入一个很长的字符串将可能导致溢出

public class Solution {
    public int atoi(String str) {
        int digit=0;
        int positive = 1;
        double number=0;
        str = str.trim();
        if(str.length() == 0  || str == null){
            return 0;
        }
        if(str.charAt(0) =='+'){
            positive = 1;
            digit++;
        }
        if(str.charAt(0) == '-'){
            positive = -1;
            digit++;
        }
        while(digit<=str.length()-1){
            int k = 0;
            if(str.charAt(digit)<='9'&&str.charAt(digit)>='0'){
                k = str.charAt(digit) -'0';
                number  = k + number * 10; 
                digit++;
            }
            else{
                break;
            }
        }
        number = number * positive;
        System.out.println(""+number);
        if(number > Integer.MAX_VALUE ){
            return Integer.MAX_VALUE; 
        }
        if(number < Integer.MIN_VALUE){
            return Integer.MIN_VALUE;
        }
        return (int)number;
    }
}

习题：实现 string 到 double 的转换

分析：此题虽然类似于 atoi 函数，但毕竟 double 为 64 位，而且支持小数，因而边界条件更加严格，写代码时需要更加注意。

回文判断

一个整形数是否是回文

also leetcode 9 Palindrome Number
要求空间复杂度O(1)
按位判断一般是/和%的游戏，首先取首位 a/h (h是最接近a的10的次方，比如12321，h预计算出是10000), 再取末位a%10; 比较首位和末位是否相等，不等就返回false;

如图：

然后舍弃掉已经比较过的两个位数，从a中去掉首尾 12321 --> 232.

a = a % h; // 去掉首
a = a /10; //去掉尾
h = 100; // 因为已经去掉了两位

如图：

重复之前操作即可，如图：

    public boolean isPalindrome(int x) {
        int a = x, h =1;
        if(a < 0) return false;

        while(a / h>= 10) {
            h = h*10;
        }
        //compare the last and first digit and will not overflow    
        while(a> 0) {
            if(a/h != a%10) return false;
            a = a%h;
            a = a/10;
            h = h/100;
        }
        return true;
    }

一个字符串是否是回文

指一个顺着读和反过来读都一样的字符串，判断一个字串是否是回文？

这个比较简单用charAt 取字符串的首尾位比较即可。

判断一条单向链表是不是 “回文”

解法1 ： 可以借助栈，将遍历到的前半段链表节点放入栈，后半段每当遍历到一个，都要与出栈的节点相比较。直到链表结尾。如果中间出现不相等的情况，则不是回文。
时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)

如何进一步降低空间复杂度为O(1)
解法2：
分析：对于单链表结构，可以用两个指针从两端或者中间遍历并判断对应字符是否相等。但这里的关键就是如何朝两个方向遍历。由于单链表是单向的，所以要向两个方向遍历的话，可以采取经典的快慢指针的方法，即先位到链表的中间位置，再将链表的后半逆置，最后用两个指针同时从链表头部和中间开始同时遍历并比较即可。
缺陷： 破坏了链表的结构

判断一个栈是不是 “回文”

分析：对于栈的话，只需要将字符串全部压入栈，然后依次将各字符出栈，这样得到的就是原字符串的逆置串，分别和原字符串各个字符比较，就可以判断了