描述

剑指offerJZ20题 表示数值的字符串

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)

方法一：正则表达式

思路：根据正则表达式匹配字符来实现。由科学计数法中，’E’或’e’的前面为一个整数或者小数，那我们先用正则表达式实现判断整数或者小数："\\s*[+-]?((\\d+)|((\\d*\\.\\d+)|(\\d+\\.\\d*)))(\\S)*" 然后再补充上科学计数法的后缀：([Ee][+-]?\\d+)?(\\s)*,最终表达式为： "\\s*[+-]?((\\d+)|((\\d*\\.\\d+)|(\\d+\\.\\d*)))([Ee][+-]?\\d+)?(\\s)*"
代码实现：

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 import java.util.*;
 import java.util.regex.Pattern;


 public class Solution {
    /**
      * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
      *
     * 
     * @param str string字符串 
      * @return bool布尔型
      * \\s代表空，\\d代表数字， ?代表一次或零次， *代表零次或多次， +代表一次或多次， | 代表或，但要注意，他的使用规则是(a|b)必须带一个小括号， 不是只匹配挨着的两个。
     *  思路：先判断整数或小数，因为科学计数法的前面也是整数或者小数，最后加上科学计数法的后位，用？表示有或者没有
     *
      */
     public boolean isNumeric (String str) {
       String patterns = "\\s*[+-]?((\\d+)|((\\d*\\.\\d+)|(\\d+\\.\\d*)))([Ee][+-]?\\d+)?(\\s)*";
       return Pattern.matches(patterns, str);
    }
}

方法二：遍历

思路：遍历字符串，思路同样是先判断整数或小数，然后再判断科学计数法的后缀，具体逻辑和代码实现如下

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import java.util.*;
public class Solution {
    
    private int pre = 0;
    
    //先过滤掉符号，再进入无符号数字的判断
    private boolean integer(String s){
        if (pre < s.length() && (s.charAt(pre) == '+' || s.charAt(pre) == '-')) pre++;
        return unsigned(s);
    }
    //判断这个字符的第一个非数字符号前面是否存在数字
    private boolean unsigned(String s){
      int temp = pre;
      while (pre < s.length() && (s.charAt(pre) <= '9' && s.charAt(pre) >= '0')) pre++;
      return pre > temp;
    }
    public boolean isNumeric (String str) {
        //判断字符串为空或者为零的情况
        if (str == null || str.length() == 0) return false;
        //得到第一个字符的下标
        while (pre < str.length() && str.charAt(pre) == ' ') pre++;
        int lat = str.length() - 1;
        //得到最后一个字符的下标的后一位
        while (lat >= 0 && str.charAt(lat) == ' ') lat--;
        lat++;
        //此处判断字符串是否全为空格
        if (lat <= pre) return false;
        //此处判断在遇到第一个非数字字符前，是否有数字（不区分有无符号）
        boolean flag = integer(str);
        //当第一个非字符为'.'时，根据小数的逻辑，'.'的前后至少有一处
        //含有数字，并且前面的数字可以带符号，后面的数字不能带符号
        //pre<lat是防止后面访问越界，如果字串全为数字则经过integer（str）后，pre = str.length(), 后续访问就会越界。
        if (pre < lat && str.charAt(pre) == '.') {
            pre++;
        //此处unsigned(str)和flag位置不能颠倒，比如字符串为"600.0"时，
        //flag为真则不会执行unsigned(str)，导致pre少加一位，最后会导致
        //pre == lat 判断错误
            flag = unsigned(str) || flag;
        }
        //当遇到'e'或'E'时，符号前方可以为小数或者整数（上文已判断），符
        //号后方为整数（可以带正负号）
        if (pre < lat && (str.charAt(pre) == 'E' || str.charAt(pre) == 'e')) { 
            pre++;
            flag = flag && integer(str);
        }
        //pre == lat 用于判断遍历是否完全，排除有其他字符的情况
        return flag && (pre == lat);
        
    }
}