8. 字符串转换整数（atoi）（String to Integer (atoi)）

频次 ★★★★ · 难度 🟡 · 高频：字节/腾讯/美团

题目

实现 myAtoi(string s)：读入字符串并转换为 32 位有符号整数。规则——跳过前导空格；处理正负号；读入连续数字直到非数字字符；将数字序列转为整数；超出 [−2³¹, 2³¹−1] 时截断到边界。

示例：

输入: "   -42"
输出: -42

输入: "4193 with words"
输出: 4193

输入: "-91283472332"
输出: -2147483648（负溢出）

思路

模拟三步走：① 跳过空格；② 判断 +/- 记录符号；③ 遍历数字边拼边做溢出预检查。

溢出检查在乘法之前用 INT_MAX / 10 判断：若 res > INT_MAX / 10，则乘 10 必溢出；若 res == INT_MAX / 10，只有 digit > 7（正）或 digit > 8（负）才溢出。统一用正数范围判断，最后乘符号。

代码

public int myAtoi(String s) {
    int i = 0, n = s.length();
    while (i < n && s.charAt(i) == ' ') i++;
    if (i == n) return 0;
 
    int sign = 1;
    if (s.charAt(i) == '+') {
        i++;
    } else if (s.charAt(i) == '-') {
        sign = -1;
        i++;
    }
 
    int res = 0;
    while (i < n && Character.isDigit(s.charAt(i))) {
        int d = s.charAt(i) - '0';
        if (res > (Integer.MAX_VALUE - d) / 10) {
            return sign == 1 ? Integer.MAX_VALUE : Integer.MIN_VALUE;
        }
        res = res * 10 + d;
        i++;
    }
    return sign * res;
}

复杂度

• 时间：O(n) — 一次遍历
• 空间：O(1)

边界条件

• 空串/全空格：跳过空格后 i == n，返回 0
• 只有正负号：符号后第一个字符非数字，while 不执行，返回 0
• 首个非空字符非法（如 “words 123”）：直接返回 0
• 正向溢出 2147483648 → Integer.MAX_VALUE
• 负向溢出 -2147483649 → Integer.MIN_VALUE
• 前导零：正常读入，不影响结果

变式

• 65. 有效数字：判断字符串是否为合法数值（含小数/指数），状态更多
• 415. 字符串相加：大数加法，模拟竖式
• 浮点数解析：atoi 扩展，需处理小数点与指数部分

易错点

• 溢出判断必须在乘法之前：res * 10 + d 已在 Java 中回绕，结果不可控。必须在乘之前用 MAX_VALUE / 10 预判。
• 正负号用 sign 统一处理，不要分成两套逻辑，否则溢出分支容易遗漏。
• + 是合法前缀，不能只处理 -。
• 数字字符转 int 用 c - '0'，勿用 Character.getNumericValue（处理全角数字行为不同）。

面试追问

• 溢出判断的阈值为什么是 7？ Integer.MAX_VALUE = 2147483647，末位 7。负数最小值末位 8，但统一用正数范围判断后，digit > 7 就能覆盖正负两侧——若 res == 214748364 且 digit >= 8，正侧溢出返回 MAX_VALUE，负侧 sign * (2147483640 + 8) = -2147483648 恰好是 MIN_VALUE 不溢出，所以负侧阈值其实是 digit > 8。常见实现统一用 digit > 7 简化，对负侧多一次截断但不影响正确性。
• 能用 long 偷懒吗？ 能用 long res 最后强转，但面试官通常希望看到 int 溢出预判，体现对整数范围的理解。
• 跳过空格用 while 不用 trim()？ trim() 创建新字符串 O(n) 空间；手写 while O(1) 空间。面试手写应展示不额外分配的意识。

关联题

• 同套路：415. 字符串相加 —— 大数模拟，溢出处理思路一致
• 进阶：65. 有效数字 —— 有限状态机解析数值
• 知识点：32 位整数范围与溢出处理模式