LeetCode 8中等字符串
字符串转换整数 (atoi) 图解题解
跳空格、认符号、逐位拼数、钳范围——四步流水线，一遍扫完实现 atoi。
就像收银员读收据：先跳过开头的空白，认一下有没有正负号，然后逐位读数字（每多一位就把已读的数乘十再加进去），遇到第一个非数字字符立刻停手，最后把结果夹到整数上下限之间——四个阶段，顺序不乱、遇阻即停。
这道题到底在问什么
实现 myAtoi(s)：跳过前导空格，读一个可选的正负号，逐位读数字，遇到第一个非数字字符立刻停，最后把结果钳到 32 位有符号整数范围 [-2147483648, 2147483647]。
- s
- " -42"
- 输出
- -42
最优解：一步一步想明白
- 3核心就一句话：把字符串当流水线，分四个阶段往后扫。遇到不属于当前阶段的字符，就立刻停手。
- 4字符串 " -42"，紫框＝指针 i 正停的格，从第 0 格出发先认台上的格子：放的就是字符本身——三个空格、一个减号、再加 4 和 2。紫框是指针 i，现在停在第 0 格。
- 5while s[i]＝＝' ' 时 i 一直加，跳过三个空格前三格都是空格，循环让 i 连跳三下。蓝色是跳掉的空格，紫框（i）正好停在第 3 格的减号上——第一个不是空格的字符。
- 6紫框停在第 3 格 '-'，读到减号 → sign＝-1，读完 i 前进到 4紫框正停在第 3 格，是个减号。把 sign 记成 -1，然后 i 前进到 4。符号只在这儿判一次，之后绝不再看。
- 7紫框停在第 4 格 '4'：ans ＝ 0 × 10 + 4 ＝ 4，读完 i 前进到 5紫框停在第 4 格，是字符 4。老的 ans 先乘 10 腾出个位，再加上 4，得到 4。这是「逐位拼数」的标准动作。
- 8紫框停在第 5 格 '2'：ans ＝ 4 × 10 + 2 ＝ 42，读完 i 前进到 6紫框停在第 5 格，是字符 2。ans 再乘 10 进位，加上 2，变成 42。每多一位，就「乘十再加」一次。
- 9假设第 6 格是字母 'a'：紫框探到它，不是数字 → 不读、退出循环把「停」演出来：假设第 6 格是个灰色字母 a。紫框探到它，一判——不是数字，于是不读、不加、直接退出循环。ans 停在 42。
- 10ans ＝ 42 × (-1) ＝ -42；落在合法范围内，直接返回最后一步：ans 乘上 sign 得 -42（紫色是吃进答案的减号和 42）。它在 32 位范围内，不用夹，直接返回 -42。整道题收工。
- 11i：0→3（跳空格） · sign：1→-1（读减号） · ans：0→4→42（拼数）把全过程压成一帧：蓝色是被跳掉的三个空格，紫色是真正吃进答案的减号和 42。三个变量各管一摊，互不打架。
- 14一句话记住：空格 → 符号 → 数字 → 钳制，四步顺序走。任何阶段遇到不该出现的字符，就地停，绝不回头找。
- 19把这套四阶段扫描练熟，再上更复杂的字符串解析：LC65 有效数字（状态更多）、LC394 字符串解码（用栈管嵌套）、LC224 基本计算器（运算符加括号的状态机）。卡住就问问 AI 助教小欧，或去通关训练里实战一遍。
⚠️ 容易写错的地方
✗ 错：符号判完后又允许再读一个符号
✓ 对：符号只在数字前判一次，读完就 i++，之后只认数字
"+-12" 和 "-+12" 都没有合法数字，正确答案是 0
✗ 错：C++/Java 直接用 int 累加，不防溢出
✓ 对：中间用 long 存，或每次乘 10 前判断是否即将超界
"-91283472332" 远小于 INT_MIN，int 会先溢出再钳，得到的是错值
✗ 错：读到字母后跳过它，继续往后找数字
✓ 对：遇到第一个非数字字符就停，只取有效前缀
"4193 with words" 应得 4193，不是把后面零散的数字也算进来
完整代码（Python / C++ / Java）
Python
class Solution:
def myAtoi(self, s: str) -> int:
i, n = 0, len(s)
while i < n and s[i] == ' ': # 阶段1 跳空格
i += 1
sign = 1
if i < n and s[i] in '+-': # 阶段2 读符号
if s[i] == '-': sign = -1
i += 1
ans = 0
while i < n and s[i].isdigit(): # 阶段3 读数字
ans = ans * 10 + int(s[i])
i += 1
ans *= sign
return max(-2**31, min(2**31 - 1, ans)) # 阶段4 钳范围C++
class Solution {
public:
int myAtoi(string s) {
int i = 0, n = s.size();
while (i < n && s[i] == ' ') i++; // 阶段1
int sign = 1;
if (i < n && (s[i] == '+' || s[i] == '-')) { // 阶段2
if (s[i] == '-') sign = -1;
i++;
}
long ans = 0; // 用 long 防溢出
while (i < n && isdigit(s[i])) { // 阶段3
ans = ans * 10 + (s[i] - '0');
if (ans * sign <= (long)INT_MIN) return INT_MIN;
if (ans * sign >= (long)INT_MAX) return INT_MAX;
i++;
}
return (int)(ans * sign); // 阶段4
}
};Java
class Solution {
public int myAtoi(String s) {
int i = 0, n = s.length();
while (i < n && s.charAt(i) == ' ') i++; // 阶段1
int sign = 1;
if (i < n && (s.charAt(i) == '+' || s.charAt(i) == '-')) { // 阶段2
if (s.charAt(i) == '-') sign = -1;
i++;
}
long ans = 0; // 用 long 防溢出
while (i < n && Character.isDigit(s.charAt(i))) { // 阶段3
ans = ans * 10 + (s.charAt(i) - '0');
if (ans * sign <= Integer.MIN_VALUE) return Integer.MIN_VALUE;
if (ans * sign >= Integer.MAX_VALUE) return Integer.MAX_VALUE;
i++;
}
return (int)(ans * sign); // 阶段4
}
}套路模板 · 逐字符状态机骨架（挖空）
def parse(s):
i, n = 0, len(s)
# 阶段1：跳掉开头不要的字符（这里是空格）
while i < n and s[i] == ' ':
i += ___ # 填：i 怎么前进
# 阶段2：读一次性的标记（这里是正负号）
sign = 1
if i < n and s[i] in '+-':
sign = ___ # 填：'-' 时取 -1，否则 +1
i += 1
# 阶段3：连续读主体，遇到不合法就停
ans = 0
while i < n and ___: # 填：当前阶段的合法条件
ans = ans * 10 + int(s[i])
i += 1
# 阶段4：收尾（这里是乘符号 + 钳范围）
return ___ # 填：clamp(ans*sign)// 逐字符状态机三步走（套用到 atoi / 去空格 / 简单解析）
int i = 0, n = s.size(), sign = 1;
while (i < n && /* 跳过条件 */ s[i]==' ') i++; // 阶段1
if (i < n && (s[i]=='+' || s[i]=='-')) // 阶段2
sign = (s[i++]=='-') ? -1 : 1;
long ans = 0;
while (i < n && /* 合法条件 */ isdigit(s[i])) { // 阶段3
ans = ans * 10 + (s[i++] - '0');
if (ans*sign <= INT_MIN) return INT_MIN; // 边读边钳
if (ans*sign >= INT_MAX) return INT_MAX;
}
return (int)(ans * sign); // 阶段4// 逐字符状态机三步走（套用到 atoi / 去空格 / 简单解析）
int i = 0, n = s.length(), sign = 1;
while (i < n && s.charAt(i)==' ') i++; // 阶段1
if (i < n && (s.charAt(i)=='+' || s.charAt(i)=='-')) // 阶段2
sign = (s.charAt(i++)=='-') ? -1 : 1;
long ans = 0;
while (i < n && Character.isDigit(s.charAt(i))) { // 阶段3
ans = ans * 10 + (s.charAt(i++) - '0');
if (ans*sign <= Integer.MIN_VALUE) return Integer.MIN_VALUE;
if (ans*sign >= Integer.MAX_VALUE) return Integer.MAX_VALUE;
}
return (int)(ans * sign); // 阶段4复杂度
时间复杂度
O(n)
四个阶段加起来，每个字符最多被看一次，n 个字符就是 O(n)
空间复杂度
O(1)
全程只用 i、sign、ans 三个变量，不随输入长度增长
看不够？换成动画再走一遍
上面的推演每一步都对应一帧动画。点开交互动画版，能一步步看着 字符串转换整数 (atoi) 的数据怎么变、指针怎么走，还能切 Python / Java / C++ 跟着练。
面试官可能追问
C++ 或 Java 里怎么防止读数字时整型溢出？+
用 long 存中间结果 ans，每加一位就判断 ans×sign 是否已经触到 INT_MIN 或 INT_MAX，触到就立刻提前返回边界值，不必等到最后再 clamp。Python 的 int 是大整数，天然不会溢出。
为什么读到第一个非数字字符就必须停，不能跳过它继续往后找数字？+
atoi 的语义是「转换有效整数前缀」。"12abc34" 的有效前缀只有 12，后面的 34 不连续、不算数。如果跳过非法字符继续读，就变成「提取串里所有数字」，那是另一道题了。
怎么保证正负号只会被读一次？+
符号检测只写成空格循环之后的那一个 if 分支，读完符号就 i++ 跳过。之后进入数字循环，循环条件只判 isdigit，而 '+'、'-' 都不是数字，自然再也回不到符号分支，逻辑上只能读一次。
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