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difficulty: 中等
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[面试题 20. 表示数值的字符串]逻辑题(https://leetcode.cn/problems/biao-shi-shu-zhi-de-zi-fu-chuan-lcof/)

题目描述

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）。

数值（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. 若干空格
2. 一个 小数 或者 整数
3. （可选）一个 'e' 或 'E' ，后面跟着一个 整数
4. 若干空格

小数（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. （可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
2. 下述格式之一：
   1. 至少一位数字，后面跟着一个点 '.'
   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. 一个点 '.' ，后面跟着至少一位数字

整数（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. （可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
2. 至少一位数字

部分数值列举如下：

• ["+100", "5e2", "-123", "3.1416", "-1E-16", "0123"]

部分非数值列举如下：

• ["12e", "1a3.14", "1.2.3", "+-5", "12e+5.4"]

示例 1：

输入：s = "0"
输出：true

示例 2：

输入：s = "e"
输出：false

示例 3：

输入：s = "."
输出：false

示例 4：

输入：s = "    .1  "
输出：true

提示：

• 1 <= s.length <= 20
• s 仅含英文字母（大写和小写），数字（0-9），加号 '+' ，减号 '-' ，空格 ' ' 或者点 '.' 。

解法

方法一：分类讨论

我们先去除字符串 $s$ 首尾的空格，此时 $i$ 和 $j$ 分别指向字符串 $s$ 的第一个非空格字符和最后一个非空格字符。

然后我们维护以下几个变量，其中：

• digit：表示是否出现过数字
• dot：表示是否出现过点
• e：表示是否出现过 e 或者 E

遍历 $s[i,..j]$ 范围内的每个字符，根据字符的类型进行分类讨论：

• 如果当前字符是 + 或者 -，那么该字符的前一个字符必须是 e 或者 E，或者空格，否则返回 false。
• 如果当前字符是数字，那么我们将 digit 置为 true。
• 如果当前字符是 .，那么该字符之前不能出现过 . 或者 e/E，否则返回 false，否则（在满足情况下我们将 dot 置为 true。
• 如果当前字符是 e 或者 E，那么该字符之前不能出现过 e/E，并且必须出现过数字，否则返回 false，否则（在满足情况下）我们将 e 置为 true，并且将 digit 置为 false，表示 e 之后必须出现数字。
• 如果当前字符是其它字符，那么返回 false。

遍历结束后，我们返回 digit，即是否出现过数字。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(1)$。其中 $n$ 为字符串 $s$ 的长度。

Python3

class Solution:def isNumber(self, s: str) -> bool:i, j = 0, len(s) - 1while i < j and s[i] == " ":i += 1while i <= j and s[j] == " ":j -= 1if i > j:return Falsedigit = dot = e = Falsewhile i <= j:if s[i] in "+-":if i and s[i - 1] not in " eE":return Falseelif s[i].isdigit():digit = Trueelif s[i] == ".":if dot or e:return Falsedot = Trueelif s[i] in "eE":if not digit or e:return Falsee, digit = True, Falseelse:return Falsei += 1return digit

Java

class Solution {public boolean isNumber(String s) {int i = 0, j = s.length() - 1;while (i < j && s.charAt(i) == ' ') {++i;}while (i <= j && s.charAt(j) == ' ') {--j;}if (i > j) {return false;}boolean digit = false;boolean dot = false;boolean e = false;for (; i <= j; ++i) {if (s.charAt(i) == '+' || s.charAt(i) == '-') {if (i > 0 && s.charAt(i - 1) != ' ' && s.charAt(i - 1) != 'e'&& s.charAt(i - 1) != 'E') {return false;}} else if (Character.isDigit(s.charAt(i))) {digit = true;} else if (s.charAt(i) == '.') {if (dot || e) {return false;}dot = true;} else if (s.charAt(i) == 'e' || s.charAt(i) == 'E') {if (!digit || e) {return false;}e = true;digit = false;} else {return false;}}return digit;}
}

C++

class Solution {
public:bool isNumber(string s) {int i = 0, j = s.size() - 1;while (i < j && s[i] == ' ') {++i;}while (i <= j && s[j] == ' ') {--j;}if (i > j) {return false;}bool digit = false, dot = false, e = false;for (; i <= j; ++i) {if (s[i] == '+' || s[i] == '-') {if (i && s[i - 1] != ' ' && s[i - 1] != 'e' && s[i - 1] != 'E') {return false;}} else if (isdigit(s[i])) {digit = true;} else if (s[i] == '.') {if (dot || e) {return false;}dot = true;} else if (s[i] == 'e' || s[i] == 'E') {if (!digit || e) {return false;}e = true;digit = false;} else {return false;}}return digit;}
};

Go

func isNumber(s string) bool {i, j := 0, len(s)-1for i < j && s[i] == ' ' {i++}for i <= j && s[j] == ' ' {j--}if i > j {return false}digit, dot, e := false, false, falsefor ; i <= j; i++ {if s[i] == '+' || s[i] == '-' {if i > 0 && s[i-1] != ' ' && s[i-1] != 'e' && s[i-1] != 'E' {return false}} else if s[i] >= '0' && s[i] <= '9' {digit = true} else if s[i] == '.' {if dot || e {return false}dot = true} else if s[i] == 'e' || s[i] == 'E' {if !digit || e {return false}digit, e = false, true} else {return false}}return digit
}

C#

public class Solution {public bool IsNumber(string s) {int i = 0, j = s.Length - 1;while (i < j && s[i] == ' ') {++i;}while (i <= j && s[j] == ' ') {--j;}if (i > j) {return false;}bool digit = false, dot = false, e = false;for (; i <= j; ++i) {if (s[i] == '+' || s[i] == '-') {if (i > 0 && s[i - 1] != ' ' && s[i - 1] != 'e' && s[i - 1] != 'E') {return false;}} else if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {digit = true;} else if (s[i] == '.') {if (dot || e) {return false;}dot = true;} else if (s[i] == 'e' || s[i] == 'E') {if (!digit || e) {return false;}e = true;digit = false;} else {return false;}}return digit;}
}

Swift

class Solution {func isNumber(_ s: String) -> Bool {let chars = Array(s)var i = 0, j = chars.count - 1// Trim leading spaceswhile i <= j && chars[i] == " " {i += 1}// Trim trailing spaceswhile i <= j && chars[j] == " " {j -= 1}if i > j {return false}var digit = falsevar dot = falsevar e = falsewhile i <= j {let char = chars[i]if char == "+" || char == "-" {if i > 0 && chars[i - 1] != " " && chars[i - 1] != "e" && chars[i - 1] != "E" {return false}} else if char.isWholeNumber {digit = true} else if char == "." {if dot || e {return false}dot = true} else if char == "e" || char == "E" {if !digit || e {return false}e = truedigit = false} else {return false}i += 1}return digit}
}