【剑指offer】面试题20：表示数值的字符串

系统管理员 2022-03-30 12:56 290阅读 0赞

> **题目：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”和”-1E-16”都表示数值。 但是”12e”、”1a3.14”、”1.2.3”、”+-5”和”12e+4.3”都不是。

** 合法的数值可以表示为A\[.\[B\]\]\[e|EC\]或者.B\[e|EC\]。**

其中A为整数部分，B为小数部分，C为e|E的指数部分。在纯小数的时候，可能没有整数部分，如小数.123等于0.123，是合法的。所以A部分不是必须的。

A和C都是整数，可以带符号，也可不带。而B是一个无符号整数。

以表示数值的字符串“123.45e+6”为例，“123”是它的整数部分A，“45”是它的小数部分B，“+6”是它的指数部分C。

判断一个字符串是否复合上诉模式时，首先尽可能多地扫描0~9的数位（有可能在起始处有‘+’ 或 ‘-’），也就是前面模式中表示数值的整数A部分。如果遇到小数点 ‘**.**’，则开始扫描表示数值小数部分的B部分。如果遇到‘e’或者‘E’，则开始扫描表示数值指数部分的C部分。

整个过程的代码实现如下：

public class ExpressNumByString_Demo2 {
    
    	private int index = 0;
    	
    	public boolean isNumeric(char[] str){
    		if(str.length < 1){
    			return false;
    		}
    		
    		// 整数部分
    		boolean flag = scanInteger(str);
    		
    		// 如果出现'.'，则接下来是数字的小数部分
    		if(index < str.length && str[index] == '.'){
    			index++;
    			// 下面一行代码用||的原因：
    			// 1.小数可以没有整数部分，如：.123等于0.123
    			// 2.小数点后面可以没有数字，如233.等于233.0
    			// 3.当然，小数点前面和后面都可以有数字，如：233.666
    			flag = scanUnsignedInteger(str) || flag;
    		}
    		
    		// 如果出现'e'或者'E'，则接下来是数字的整数部分
    		if(index < str.length && (str[index] == 'E' || str[index] == 'e')){
    			index++;
    			// 下面一行代码用&&的原因：
    			// 1.当e或E前面没有数字时，整个字符串不能表示数字，如：e1、.e1
    			// 2.当e或E后面没有整数时，整个字符串不能表示数字，如：12e、12e+5.4
    			flag = flag && scanInteger(str);
    		}
    		
    		return flag && index == str.length;
    	}
    	 
    	// 用来扫描可以表示正负‘+’或者‘-’为起始的0~9的范围
    	private boolean scanInteger(char[] str) {
    		if(index < str.length && (str[index] == '+' || str[index] == '-')){
    			index++;
    		}
    		return scanUnsignedInteger(str);
    	}
    
    	// 用来扫描字符串中0~9的数位
    	private boolean scanUnsignedInteger(char[] str) {
    		int start = index;
    		while(index < str.length && str[index] >= '0' && str[index] <= '9'){
    			index++;
    		}
    		// 是否存在整数
    		return start < index;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		ExpressNumByString_Demo2 n = new ExpressNumByString_Demo2();
    		char[] str = {'1','0','0'};
    	        boolean numeric = n.isNumeric(str);
    	        System.out.println(numeric);
    	}
    }

*  ### 其他解法1： ###

public class ExpressNumByString {
    
    	public boolean isNumeric(char[] str){
    
    		if(str == null){
    			return false;
    		}
    		
    		// 标记：符号位、小数点以及 e/E是否出现过
    		boolean sign = false, decimal = false, hasE = false;
    		
    		for(int i = 0; i < str.length; i++){
    			if(str[i] == 'e' || str[i] == 'E'){
    				// e/E 后面一定要跟数字
    				if(i == str.length - 1){
    					return false;
    				}
    				if(hasE){
    					// 不能同时存在两个e
    					return false;
    				}
    				hasE = true;
    			}else if(str[i] == '+' || str[i] == '-'){
    				// 第2次出现‘+、-’符号，则必须紧接在e之后
    				if(sign && str[i - 1] != 'e' && str[i - 1] != 'E'){
    					return false;
    				}
    				// 第1次出现‘+、-’符号，如果不是在字符串的开头，则也必须紧接在e之后
    				// 开头：i = 0，跟在e之后即str[i - 1] = e 或者 E
    				if(!sign && i > 0 && str[i - 1] != 'e' && str[i - 1] != 'E'){
    					return false;
    				}
    				sign = true;
    			}else if(str[i] == '.'){
    				// e后面不能跟小数部分，小数点不能出现两次
    				// .肯定出现在e/E之前，所以在此之前hasE都应该为false
    				if(hasE || decimal){
    					return false;
    				}
    				decimal = true;
    			}else if(str[i] < '0' || str[i] > '9'){
    				// 不合法字符
    				return false;
    			}
    		}
    		return true;
    	}
    }

*  ## 其他解法2：直接使用正则表达式【但是如果是现场面试的话一般不建议使用】 ##

>         **以下对正则进行解释:**  
>         \[\\\\+\\\\-\]?            -> 正或负符号出现与否  
>         \\\\d\*                 -> 整数部分是否出现，如-.34 或 +3.34均符合  
>         (\\\\.\\\\d+)?           -> 如果出现小数点，那么小数点后面必须有数字；否则一起不出现  
>         (\[eE\]\[\\\\+\\\\-\]?\\\\d+)? -> 如果存在指数部分，那么e或E肯定出现，+或-可以不出现，紧接着必须跟着整数；或者整个部分都不出现

public class ExpressNumByString_Demo3 {
    
    		/*
    		以下对正则进行解释:
    		[\\+\\-]?            -> 正或负符号出现与否
    		\\d*                 -> 整数部分是否出现，如-.34 或 +3.34均符合
    		(\\.\\d+)?           -> 如果出现小数点，那么小数点后面必须有数字；
    		                        否则一起不出现
    		([eE][\\+\\-]?\\d+)? -> 如果存在指数部分，那么e或E肯定出现，+或-可以不出现，
    		                        紧接着必须跟着整数；或者整个部分都不出现
    		*/
    	public boolean isNumeric(char[] str){
    		String string = String.valueOf(str);
    		String regex = "[\\+\\-]?\\d*(\\.\\d+)?([eE][\\+\\-]?\\d+)?";
    		return string.matches(regex);
    	}
    }