【剑指offer-C++】JZ20：表示数值的字符串

题目描述

描述：请实现一个函数用来判断字符串str是否表示数值（包括科学计数法的数字，小数和整数）。

科学计数法的数字(按顺序）可以分成以下几个部分:
1.若干空格；
2.一个整数或者小数；
3.（可选）一个 ‘e’ 或 ‘E’ ，后面跟着一个整数(可正可负)；
4.若干空格；

小数（按顺序）可以分成以下几个部分：
1.若干空格；
2.（可选）一个符号字符（‘+’ 或 ‘-’）；
3. 可能是以下描述格式之一:
3.1 至少一位数字，后面跟着一个点 ‘.’；
3.2 至少一位数字，后面跟着一个点 ‘.’ ，后面再跟着至少一位数字；
3.3 一个点 ‘.’ ，后面跟着至少一位数字；
4.若干空格；

整数（按顺序）可以分成以下几个部分：
1.若干空格；
2.（可选）一个符号字符（‘+’ 或 ‘-’)；
3. 至少一位数字；
4.若干空格；

例如，字符串[“+100”,“5e2”,“-123”,“3.1416”,“-1E-16”]都表示数值。
但是[“12e”,“1a3.14”,“1.2.3”,“±5”,“12e+4.3”]都不是数值。

提示:
1.1 <= str.length <= 25；
2.str 仅含英文字母（大写和小写），数字（0-9），加号 ‘+’ ，减号 ‘-’ ，空格 ’ ’ 或者点 ‘.’ ；
3.如果怀疑用例是不是能表示为数值的，可以使用python的print(float(str))去查看；

进阶：时间复杂度O(n) ，空间复杂度O(n) 。

输入："123.45e+6"
返回值：true

输入："1.2.3"
返回值：false

输入："."
返回值：false

输入："    .2  "
返回值：true

解题思路

表示数值的字符串：最直观的想法是，判断是否可以将字符串str转换为浮点数float，此处可以调用python中的内置函数float，如果发现异常则返回false，否则返回true。注意，虽然C++中的stof函数也能够把字符串转换成浮点数，但是其是读取到不满足即停止，比如字符串"1.2.3"，stof会将其转换为1.2，但实际上整体是不能转换的。注意，python代码注意缩进。

def isNumeric(self , str: str) -> bool:try:float(str)except:return Falsereturn True

正则匹配：其实，该题描述，数字、空格、字母、正负号等，非常适合正则匹配，但是使用正则匹配需要对正则比较熟练。

^：匹配行开头；
$：匹配行结尾；
. ：除换行的任意字符；
[]：匹配[]中的任意一个字符；
()：设定分组，有几个()就有几个相应的匹配字符串；
\d：数字；
\D：\d取反；
\w：字母数字下划线；
\W：\w取反；
\s：空格；
\S：\s取反；
*：前面元素重复0次或者多次；
+：前面元素重复1次或者多次；
?：前面元素重复0次或者1次；
\：\；
|：逻辑或；
{n}：前面元素重复n次；
{n,}：前面元素重复至少n次；
{n,m}：前面元素重复至少n次，至多m次；

#include<regex> //导入库
regex pattern("……");  //模式串
smatch result; //匹配结果
bool ret=regex_match(str,result,pattern); //正则匹配

bool isNumeric(string str) 
{//\\s*表示若干空格//[+-]?表示正负号可选//(\\d+|\\d+\\.\\d*|\\.\\d+)表示整数或小数部分//([eE][+-]?\\d+)表示整数部分//\\s*表示若干空格regex pattern("\\s*[+-]?(\\d+|\\d+\\.\\d*|\\.\\d+)([eE][+-]?\\d+)?\\s*");return regex_match(str,pattern);
}

常规判断：符合大多数人直觉的解法还是枚举法，枚举各种情况，遍历每一个字符，然后根据各种可能的情况进行标记。使用布尔变量isNum标记之前是否出现过数字，使用布尔变量isDot标记之前是否出现过小数点，使用布尔变量isE标记之前是否出现过e或者E，三个变量均初始化为False。如果当前字符为数字则标记遇到数字；如果当前字符为小数点则需要判断小数点之前不能出现小数点或者e或者E；如果当前字符为e或者E则需要判断其前面必须要出现过数字并且不能出现e或者E同时后面可以出现数字；如果当前字符为正负号则其必须是第一个非空白位置或者是e或者E后面的第一个位置。如果上述满足，那么根据isNum是真还是假来返回。

remove(beg,end,value);  //移除区间(beg,end)中每一个“与value相等”的元素；
str.erase(remove(str.begin(),str.end(),' '),str.end()); //删除字符串str两边的空格；

bool isNumeric(string str) 
{bool isNum=false,isDot=false,isE=false;//删除字符串str两边的空格str.erase(remove(str.begin(),str.end(),' '),str.end());//cout<<str<<endl;//cout<<str.size()<<endl;for(int i=0;i<str.size();i++){if(str[i]>='0'&&str[i]<='9') //标记数字isNum=true;else if(str[i]=='.') //遇到小数点{if(isDot||isE) //判断合法性return false;isDot=true; //标记小数点}else if(str[i]=='e'||str[i]=='E') //遇到e/E{if(!isNum||isE) //判断合法性return false;isE=true; //标记e/EisNum=false; //后面可以出现数字}else if(str[i]=='+'||str[i]=='-'){if(i!=0&&str[i-1]!='e'&&str[i-1]!='E')return false;}else //不合法字符{  return false;}}return isNum;
}