剑指offer(C++)-JZ20:表示数值的字符串(算法-模拟)

简介: 剑指offer(C++)-JZ20:表示数值的字符串(算法-模拟)

题目描述:

请实现一个函数用来判断字符串str是否表示数值(包括科学计数法的数字,小数和整数)。


科学计数法的数字(按顺序)可以分成以下几个部分:


1.若干空格


2.一个整数或者小数


3.(可选)一个 'e' 或 'E' ,后面跟着一个整数(可正可负)


4.若干空格


小数(按顺序)可以分成以下几个部分:


1.若干空格


2.(可选)一个符号字符('+' 或 '-')


3. 可能是以下描述格式之一:


3.1 至少一位数字,后面跟着一个点 '.'


3.2 至少一位数字,后面跟着一个点 '.' ,后面再跟着至少一位数字


3.3 一个点 '.' ,后面跟着至少一位数字


4.若干空格


整数(按顺序)可以分成以下几个部分:


1.若干空格

2.(可选)一个符号字符('+' 或 '-')


3. 至少一位数字


4.若干空格


例如,字符串["+100","5e2","-123","3.1416","-1E-16"]都表示数值。


但是["12e","1a3.14","1.2.3","+-5","12e+4.3"]都不是数值。


提示:


1.1 <= str.length <= 25


2.str 仅含英文字母(大写和小写),数字(0-9),加号 '+' ,减号 '-' ,空格 ' ' 或者点 '.' 。


3.如果怀疑用例是不是能表示为数值的,可以使用python的print(float(str))去查看


进阶:时间复杂度 O(n) ,空间复杂度 O(n)  

示例:

输入:

"123.45e+6"


返回值:

true

解题思路:

本题考察算法场景模拟。两种解题思路。


1)遍历法


      integer函数用于判断是否存在有符号数,可能是+11、-8、11、8,若为+11a,也为true,下标符号停留在非数字字符的第一个位置。


      unsigned_integer函数用于判断是否存在无符号数,可能是11、8,若为11a,也为true,下标符号停留在非数字字符的前一个位置。


      遍历开始,将所有空格去除;首先执行一次integer函数,判断是否存在某个有符号数,此时下标符号idx指向该数字后的一个字符;继续判断idx是否为小数点,若为小数点,则执行一次unsigned_integer函数,判断小数点后是否有无符号数,小数点前后只要存在数字,则flag为true;向后继续判断idx是否为e或者E,即科学计数法,若是则执行一次integer函数,科学计数法允许后面数字带符号,这里前后需要都有数字才能为true,用与运算;最后如果遍历未完,说明还有别的字符,返回false。


      复杂度O(n)。


2)正则表达式


      正则表达式为(\\s)*[+-]?((\\d+(\\.(\\d+)?)?)|(\\.\\d+))([Ee][+-]?\\d+)?(\\s)*。


      C++需要用\\表示\,\\s为空格,\\d+为任意整数,\\.为小数点,*表示前面的内容匹配0或多个,?表示前面的内容可有可无,|表示前后内容满足一个即可。


      拆分说明:


  1. (\\s)*表示匹配空格,字符串前后各有一个,是因为题目上前后可能有不等的空格。
  2. [+-]?表示符号可有可无。
  3. ((\\d+(\\.(\\d+)?)?),\\.(\\d+)?表示小数点后数字可有可无;再框一层(\\.(\\d+)?)?,表示小数点及其后面数字均可有可无;再框一层((\\d+(\\.(\\d+)?)?),表示数字要有,至于后续的小数点及其数字均是可有可无。
  4. (\\.\\d+))表示小数点前无数字,那小数点后要有数字才行。
  5. ([Ee][+-]?\\d+)?同理,E或e的后面正负号可有可无,但数字要有;?表示这个整体是可有可无的。

测试代码:

1)遍历法

class Solution {
public:
    int idx = 0;
    // 是否为有符号数
    bool integer(string &s){
        if(idx < s.length() && (s[idx] == '-' || s[idx] == '+')){
            idx++;
        }
        return unsigned_integer(s);
    }
    // 是否为无符号数
    bool unsigned_integer(string &s){
        int temp = idx;
        while(idx < s.length() && (s[idx] >= '0' && s[idx] <= '9')){
            idx++;
        }
        return idx > temp;
    }
    // 是否为数值
    bool isNumeric(string str) {
        // 去除空格
        int size = int(str.size());
        string nospace = "";
        for(int i = 0; i < size; ++i){
            if(str[i] != ' '){
                nospace += str[i];
            }
        }
        // 判空
        size = int(nospace.size());
        if(str.length() == 0){
            return false;
        }
        // 判断小数点或e前的字符串
        bool flag = integer(nospace);
        // 判断是否存在小数点
        if(idx < size && nospace[idx] == '.'){
            idx++;
            // 判断前后是否存在数字,若都不存在,则false
            flag = unsigned_integer(nospace) || flag;
        }
        // 判断是否存在e
        if(idx < size && (nospace[idx] == 'e' || nospace[idx] == 'E')){
            idx++;
            // 判断后面是否为数字
            flag = flag && integer(nospace);
        }
        // 判断是否遍历完毕
        return flag && (idx == size);
    }
};

2)正则表达式

#include<regex>
class Solution {
public:
    // 是否为数值
    bool isNumeric(string str) {
        // 正则表达式匹配
        string pattern = "(\\s)*[+-]?((\\d+(\\.(\\d+)?)?)|(\\.\\d+))([Ee][+-]?\\d+)?(\\s)*";
        regex re(pattern);
        // 根据匹配值返回
        return regex_match(str, re);
    }
};
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