有效数字

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题目描述

有效数字（按顺序）可以分成以下几个部分：

一个小数或者整数
（可选）一个 'e' 或 'E' ，后面跟着一个整数

小数（按顺序）可以分成以下几个部分：

（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
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：

（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
至少一位数字

部分有效数字列举如下：["2", "0089", "-0.1", "+3.14", "4.", "-.9", "2e10", "-90E3", "3e+7", "+6e-1", "53.5e93", "-123.456e789"]

部分无效数字列举如下：["abc", "1a", "1e", "e3", "99e2.5", "--6", "-+3", "95a54e53"]

给你一个字符串 s ，如果 s 是一个 有效数字 ，请返回 true 。

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

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 '-' ，或者点 '.' 。

代码结果

运行时间: 44 ms, 内存: 15.1 MB

/*
 * 题目思路：
 * 1. 使用 Java Stream 的方式实现相同的逻辑。
 * 2. 定义一个函数 isNumber 来判断字符串 s 是否为有效数字。
 * 3. 使用正则表达式匹配整数和小数的模式。
 * 4. 整数部分包括：可选的正负号，至少一个数字。
 * 5. 小数部分包括：
 *    a) 至少一个数字后跟一个点。
 *    b) 至少一个数字后跟一个点，然后再跟至少一个数字。
 *    c) 一个点后跟至少一个数字。
 * 6. 'e' 或 'E' 后面必须跟一个整数。
 */
 
import java.util.stream.*;
 
public class ValidNumberStream {
    public boolean isNumber(String s) {
        if (s == null || s.length() == 0) return false;
        return Stream.of(s).allMatch(str -> str.matches("^[+-]?((\d+(\.\d*)?)|(\.\d+))([eE][+-]?\d+)?$"));
    }
}

解释

方法:

该题解采用分治的思路来判断字符串是否为有效数字。首先遍历字符串找到 'e' 或 'E'，如果存在则将字符串分成两部分，分别判断 'e' 前面的部分是否为有效的小数或整数，'e' 后面的部分是否为有效的整数。如果不存在 'e'，则直接判断整个字符串是否为有效的小数或整数。check 函数用于判断字符串的一部分是否满足有效小数或整数的条件。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆

在题解中，你是如何确定在没有'e'或'E'的情况下，整个字符串可以直接判断为有效的小数或整数？

▷

在没有'e'或'E'的情况下，整个字符串被视为一个整体进行分析。此时通过check函数来判断这个字符串是否符合小数或整数的格式。check函数会检查字符串中的数字、正负号以及小数点的合理排列。只要字符串符合起始可能有一个正负号、中间可能有一个小数点（但不是必须的），且其余部分全为数字，则可以判断为有效的小数或整数。这种方法是基于数字表示的常规规则，即一个合法的数字可以是纯数字串，也可以包含一个小数点分隔整数和小数部分，还可以有一个前置的正负号表示数值的正负。

🦆

题解中提到如果存在多个'e'或'E'，结果应为False。这种处理逻辑是基于哪些规则或定义？

▷

在数字表示中，'e'或'E'用于指示科学记数法，其后应直接跟随一个整数表示指数部分。科学记数法的定义中，'e'或'E'只能出现一次，用以区分底数和指数。如果一个数字表达式中出现多个'e'或'E'，则会导致表达式的含义不明确，不符合数字的标准表达方式。因此，在解析过程中，如果检测到多于一个的'e'或'E'，就会判断该字符串不是一个有效的数字表达式。

🦆

在check函数中，你是如何处理字符串开头可能出现的'+'或'-'符号的？这种处理对结果的判断有何影响？

▷

在check函数中，处理字符串时会首先检查字符串的起始位置是否为'+'或'-'符号。如果存在，就将起始索引向后移动一位，即忽略这个符号进行后续的数字和小数点检查。这种处理允许字符串以一个正负号开始，符合数字的常规表示法，如'-123'、'+3.14'等。忽略正负号后，函数将继续检查剩余部分是否符合数字的格式要求，这确保了即使数字带有符号，也能正确地进行有效性验证。

🦆

为什么在check函数中，当遇到点'.'时，必须验证之前没有出现过点，并且当前不是必须是整数的情况下才返回False？

▷

在check函数中，点'.'的处理非常重要，因为它标志着小数的开始。函数中首先检查是否已经出现过点，如果已经有了点，则再次遇到点意味着格式错误（一个合法的数字中只能有一个小数点）。另外，如果当前的字符串必须是整数（如科学记数法的指数部分），此时出现点也是不合法的。这样的逻辑确保了数字的结构符合常规的数学表示，即小数只能有一个小数点，而且在需要表示整数的上下文中不应包含小数点。

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：

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 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）、' '、'+'、'-' 和 '.' 组成

最小路径和加一