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整数反转

整数反转

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题目描述

给你一个 32 位的有符号整数 x ,返回将 x 中的数字部分反转后的结果。

如果反转后整数超过 32 位的有符号整数的范围 [−231,  231 − 1] ,就返回 0。

假设环境不允许存储 64 位整数(有符号或无符号)。

 

示例 1:

输入:x = 123
输出:321

示例 2:

输入:x = -123
输出:-321

示例 3:

输入:x = 120
输出:21

示例 4:

输入:x = 0
输出:0

 

提示:

  • -231 <= x <= 231 - 1

代码结果

运行时间: 32 ms, 内存: 13.5 MB


/*
 * 思路:
 * 1. 使用字符串操作将整数转化为字符串形式。
 * 2. 利用Stream API反转字符串并重新转换为整数。
 * 3. 处理负号,并检查结果是否超出32位有符号整数范围。
 */
import java.util.stream.Collectors;
public class ReverseIntegerStream {
    public int reverse(int x) {
        String str = Integer.toString(x);
        String reversedStr = new StringBuilder(str.startsWith("-") ? str.substring(1) : str)
                                 .reverse()
                                 .toString();
        try {
            int reversedInt = Integer.parseInt(reversedStr);
            return x < 0 ? -reversedInt : reversedInt;
        } catch (NumberFormatException e) {
            return 0; // 溢出时返回0
        }
    }
}

解释

方法:

该题解采用数学方法,通过循环不断取出 x 的最后一位数字,将其反转后累加到结果 ans 中。在每次循环中,判断反转后的结果是否溢出,若溢出则直接返回 0。具体步骤如下: 1. 初始化结果 ans 为 0 2. 当 x 不等于 0 时,进行如下操作: a. 取出 x 的最后一位数字 p(需要判断 x 的正负) b. 判断将 p 添加到 ans 后是否会溢出 c. 将 ans 乘以 10 并加上 p d. 将 x 除以 10 3. 返回结果 ans

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆
为什么对于负数的处理,需要减去10再取余数,以保证p为负数?
在Python中,负数取余操作结果是非负的。例如,-321 % 10 结果是1,而不是-1。为了在整数反转中保持数字的符号,需要对取余后的结果进行调整。当 x 是负数时,需要将取余结果调整为负,因此计算 -321 % 10 后再减去10,使得结果变成-9,这样能保证反转的数字是负数的正确表达。
🦆
当x为负数时,为什么需要在除以10后再加1,以保证除法结果向上取整?
在Python中,整数除法(//)向下取整。对于负数,这会导致结果更负。例如,-321 // 10 的结果是-33,而非-32。为了确保结果正确地向0靠拢,需要在计算除法后对结果进行调整。当 x 为负数时,除以10后再加上1,可以抵消向下取整的偏差,使得整数反转逻辑保持一致。
🦆
代码中的`print(p, ans, x)`是用于调试输出,那么在实际提交时是否应该删除这一行?
是的,`print(p, ans, x)`是用于调试过程中跟踪变量值的变化,帮助理解和发现代码中的错误。在实际提交到LeetCode平台时,应该删除这行代码。因为调试输出可能会影响代码运行效率,且LeetCode的提交环境并不期望或需要输出调试信息。
🦆
题解中提到的溢出判断`ans * 10 + p > max_value`和`ans * 10 + p < min_value`是否已经包含了所有可能的溢出情况?
是的,这两个条件已经覆盖了所有可能的溢出情况。`ans * 10 + p > max_value`检查正数溢出,`ans * 10 + p < min_value`检查负数溢出。这些条件确保在整数反转过程中,如果结果超过了32位有符号整数的范围,函数会及时返回0,避免错误或未定义的行为。
🦆
在实际编码过程中,如何确定选择的最大值`max_value`和最小值`min_value`是正确的?
在确定最大值`max_value`和最小值`min_value`时,需要根据目标平台的整数存储规范选择正确的值。对于32位有符号整数,最大值是2^31 - 1,最小值是-2^31。在Python中,可以通过计算`(1 << 31) - 1`和`-1 << 31`来得到这些值。这样的计算是基于位操作,确保根据位数直接获得正确的极限值。

相关问题

字符串转换整数 (atoi)

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:

  1. 读入字符串并丢弃无用的前导空格
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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)。
  5. 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
  6. 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 1:

输入:s = "42"
输出:42
解释:加粗的字符串为已经读入的字符,插入符号是当前读取的字符。
第 1 步:"42"(当前没有读入字符,因为没有前导空格)
         ^
第 2 步:"42"(当前没有读入字符,因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步:"42"(读入 "42")
           ^
解析得到整数 42 。
由于 "42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 42 。

示例 2:

输入:s = "   -42"
输出:-42
解释:
第 1 步:"   -42"(读入前导空格,但忽视掉)
            ^
第 2 步:"   -42"(读入 '-' 字符,所以结果应该是负数)
             ^
第 3 步:"   -42"(读入 "42")
               ^
解析得到整数 -42 。
由于 "-42" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 -42 。

示例 3:

输入:s = "4193 with words"
输出:4193
解释:
第 1 步:"4193 with words"(当前没有读入字符,因为没有前导空格)
         ^
第 2 步:"4193 with words"(当前没有读入字符,因为这里不存在 '-' 或者 '+')
         ^
第 3 步:"4193 with words"(读入 "4193";由于下一个字符不是一个数字,所以读入停止)
             ^
解析得到整数 4193 。
由于 "4193" 在范围 [-231, 231 - 1] 内,最终结果为 4193 。

 

提示:

  • 0 <= s.length <= 200
  • s 由英文字母(大写和小写)、数字(0-9)、' ''+''-''.' 组成

颠倒二进制位

颠倒给定的 32 位无符号整数的二进制位。

提示:

  • 请注意,在某些语言(如 Java)中,没有无符号整数类型。在这种情况下,输入和输出都将被指定为有符号整数类型,并且不应影响您的实现,因为无论整数是有符号的还是无符号的,其内部的二进制表示形式都是相同的。
  • 在 Java 中,编译器使用二进制补码记法来表示有符号整数。因此,在 示例 2 中,输入表示有符号整数 -3,输出表示有符号整数 -1073741825

 

示例 1:

输入:n = 00000010100101000001111010011100
输出:964176192 (00111001011110000010100101000000)
解释:输入的二进制串 00000010100101000001111010011100 表示无符号整数 43261596 因此返回 964176192,其二进制表示形式为 00111001011110000010100101000000

示例 2:

输入:n = 11111111111111111111111111111101
输出:3221225471 (10111111111111111111111111111111)
解释:输入的二进制串 11111111111111111111111111111101 表示无符号整数 4294967293,
     因此返回 3221225471 其二进制表示形式为 10111111111111111111111111111111 。

 

提示:

  • 输入是一个长度为 32 的二进制字符串

 

进阶: 如果多次调用这个函数,你将如何优化你的算法?