题目描述
剑指 Offer 20. 表示数值的字符串
难度中等159
请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。例如，字符串"+100"、“5e2”、"-123"、“3.1416”、"-1E-16"、“0123"都表示数值，但"12e”、“1a3.14”、“1.2.3”、"±5"及"12e+5.4"都不是。
测试用例
- 功能测试（正数或者负数；包含或则不包含正数部分的数值；包含或者不包含小数部分的数字；包含或者不包含指数部分的数值；各种不能表达有效数值的字符串）
- 特殊输入测试（输入字符串是空null或者空字符串）
题目考点
- 考察应聘者对字符串的编程能力。
- 考察应聘者分析问题的能力。而面试官希望应聘者能够从不同类型的数值中分析出规律。
- 考察应聘者思维的全面性。在应聘者写完代码之后，面试官会期待应聘者尽量完备地想出所有可能的测试用例。
解题思路
有限状态自动机
class Solution {
public boolean isNumber(String s) {
Map[] states = {
new HashMap<>() {
{
put(' ', 0); put('s', 1); put('d', 2); put('.', 4); }}, // 0.
new HashMap<>() {
{
put('d', 2); put('.', 4); }}, // 1.
new HashMap<>() {
{
put('d', 2); put('.', 3); put('e', 5); put(' ', 8); }}, // 2.
new HashMap<>() {
{
put('d', 3); put('e', 5); put(' ', 8); }}, // 3.
new HashMap<>() {
{
put('d', 3); }}, // 4.
new HashMap<>() {
{
put('s', 6); put('d', 7); }}, // 5.
new HashMap<>() {
{
put('d', 7); }}, // 6.
new HashMap<>() {
{
put('d', 7); put(' ', 8); }}, // 7.
new HashMap<>() {
{
put(' ', 8); }} // 8.
};
int p = 0;
char t;
for(char c : s.toCharArray()) {
if(c >= '0' && c <= '9') t = 'd';
else if(c == '+' || c == '-') t = 's';
else if(c == 'e' || c == 'E') t = 'e';
else if(c == '.' || c == ' ') t = c;
else t = '?';
if(!states[p].containsKey(t)) return false;
p = (int)states[p].get(t);
}
return p == 2 || p == 3 || p == 7 || p == 8;
}
}
非正则表达式解法
首先仔细表示数值的字符串的模式A[.[B]][e|EC]或者.B[e|EC]。其中A为数值的整数部分，B紧跟着小数点为数值的小数部分，C紧跟着’e’或者‘E’为数值的指数部分。在小数里可能没有数值的整数部分。例如，小数.123等于0.123。因此A部分不是必须，如果一个数没有整数部分，那么它的小数部分不能为空。
上诉A和C都是可能以‘+’或者‘-’开头的0-9的数字串；B也是0-9的数位串，单前面不能有正负号。
判断一个字符串是否符合上述模式时，首先尽可能多地扫描0-9的数位（有可能在起始处有‘+’或者‘-’），也就是前面模式中表示数值的A部分，如果遇到小数点‘.’，则开始扫描数值小数部分的B部分。如果遇到’e’或者‘E’，则开始扫描数值指数的C部分。
课本参考解题
非正则表达式解法
/**
* Author:Viper
* Data:2021/3/14
* description:
*/
public class problem20 {
private int i = 0;
public boolean isNumber(String s) {
char[] str=s.trim().toCharArray();
if (str == null || str.length < 0) {
return false;
}
// 1. 扫描A
boolean numberic = scanInteger(str);
// 2. 扫描B
if (i < str.length && str[i] == '.') {
i++;
// 小数后面可以没有数字
numberic = scanUnSignedInteger(str) || numberic;
}
// 3. 扫描C
if (i < str.length && (str[i] == 'e' || str[i] == 'E')) {
i++;
// 出现e/E 后面必须跟数字
numberic = scanInteger(str) && numberic;
}
return numberic && i == str.length;
}
private boolean scanInteger(char[] str) {
if (i < str.length && (str[i] == '+' || str[i] == '-')) {
i++;
}
return scanUnSignedInteger(str);
}
/**
* 扫描无符号整数部分（在起始处不可能有‘+’或者‘-’）
* @param str
* @return
*/
private boolean scanUnSignedInteger(char[] str) {
// 用于对比是否符合
int temp = i;
while (i < str.length && str[i] >= '0' && str[i] <= '9') {
i++;
}
return i > temp;
}
}
正则表达式解法
/**
* 表示数值的字符串
*
*/
public class Solution2 {
/**
* 正则表达式解法
*
* @param str
* @return
*/
public boolean isNumeric(char[] str) {
// 防止特殊输入
if (str == null || str.length < 0) {
return false;
}
return new String(str).matches("[+-]?\\d*(\\.\\d+)?([eE][+-]?\\d+)?");
}
}
补充
字符串选择和判断可以考虑正则表达式