LeetCode 8. 字符串轉整數 (atoi)：邊界條件全覆蓋實現

LeetCode 8. 字符串轉整數 (atoi)

題目要求

• 忽略前導空格。
• 可選符號 +/-。
• 讀取連續數字字符，遇非數字停止。
• 無有效數字返回 0。
• 溢出返回 INT_MAX (2147483647) 或 INT_MIN (-2147483648)。

核心邏輯與邊界處理

1. 跳過空格：while (*str == ' ') str++;
2. 處理符號：記錄 sign = 1/-1，指針後移。
3. 累加數字：sum = sum * 10 + (*str - '0')，用 long long 避免中間溢出。
4. 非數字截斷：if (*str < '0' || *str > '9') break;
5. 溢出檢查：每步或最終判斷 sum > INT_MAX（正數）或 sum > (long long)INT_MAX + 1（負數）。

精簡健壯實現

int myAtoi(char *str) {
    int sign = 1;
    long long sum = 0;  // 防止中間溢出
    
    if (!str) return 0;
    while (*str == ' ') str++;           // 1. 跳過空格
    
    if (*str == '-') { sign = -1; str++; }  // 2. 符號
    else if (*str == '+') { sign = 1; str++; }
    
    while (*str) {                       // 3. 累加數字
        if (*str < '0' || *str > '9') break;
        sum = sum * 10 + (*str - '0');
        if (sign == 1 && sum > INT_MAX) return INT_MAX;      // 4. 正溢出
        if (sign == -1 && sum > (long long)INT_MAX + 1) return INT_MIN; // 負溢出
        str++;
    }
    return (int)(sum * sign);
}

關鍵測試用例

常見錯誤避坑

• 用 int 累加導致中間溢出未檢測 → **必須用 long long 或每步檢查 sum > INT_MAX/10 等技巧**。
• 未處理 "+-12" 類雙符號 → 符號處理後應立即進入數字循環，遇非數字直接斷開。
• 負溢出邊界：INT_MIN = -2147483648，絕對值 2147483648 超出 INT_MAX，故負數判斷閾值為 (long long)INT_MAX + 1。
• atoi 標準庫行為未定義於溢出，**手寫實現必須明確截斷**。

總結

atoi 看似簡單，實則邊界條件極多（空格、符號、非數字、溢出、空串）。掌握「長整型累加 + 即時溢出檢查 + 單次遍歷」模板，可應對所有字符串轉數字類問題（如 strtol、科學計數法解析等）。