LeetCode题练习与总结：有效数字--65

一、题目描述

有效数字（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. 一个小数或者整数

2. （可选）一个 'e' 或 'E' ，后面跟着一个整数

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：

至少一位数字，后面跟着一个点 '.'
至少一位数字，后面跟着一个点 '.' ，后面再跟着至少一位数字
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

部分有效数字列举如下：["2", "0089", "-0.1", "+3.14", "4.", "-.9", "2e10", "-90E3", "3e+7", "+6e-1", "53.5e93", "-123.456e789"]

部分无效数字列举如下：["abc", "1a", "1e", "e3", "99e2.5", "--6", "-+3", "95a54e53"]

给你一个字符串 s ，如果 s 是一个 有效数字 ，请返回 true 。

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

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 '-' ，或者点 '.' 。

二、解题思路

首先，我们需要定义一些标志来记录字符串中的不同部分，例如是否有过数字出现、是否有小数点、是否有指数部分等。
遍历字符串，根据当前字符的类型，更新相应的标志，并且根据标志的状态来判断字符串是否符合有效数字的规则。
对于整数部分，我们需要至少有一个数字。
对于小数部分，我们需要有一个数字后跟一个小数点，并且点后至少有一个数字。
对于指数部分，我们需要有 'e' 或 'E' 后面跟随至少一个数字，并且整个指数部分是可选的。
在遍历过程中，我们需要处理一些特殊情况，例如连续的数字、点号等。

三、具体代码

public class Solution {public boolean isNumber(String s) {// 定义一些标志位boolean hasDigit = false; // 是否有数字出现boolean hasDecimal = false; // 是否有小数点boolean hasExp = false; // 是否有指数部分// 遍历字符串for (int i = 0; i < s.length(); i++) {char c = s.charAt(i);if (Character.isDigit(c)) {// 如果是数字，重置hasExp为false，并且至少有一个数字出现hasDigit = true;hasExp = false;} else if (c == '.') {// 如果是小数点，需要之前有数字，并且之后还需要有数字if (!hasDigit || hasDecimal) {return false; // 之前没有数字或者已经有小数点了，不是有效数字}hasDecimal = true;} else if (c == 'e' || c == 'E') {// 如果是指数部分，需要之前有数字，并且之后都是数字if (!hasDigit || hasExp) {return false; // 之前没有数字或者已经有指数部分了，不是有效数字}hasExp = true;hasDigit = false; // 重置hasDigit为false，因为我们需要重新验证后面的数字} else if (c == '+' || c == '-') {// 符号只允许出现在数字之前if (i != 0 || (i == 0 && !hasDigit)) {return false; // 符号出现在中间或者开头但没有数字，不是有效数字}} else {// 其他字符都不是有效数字的一部分return false;}}// 根据标志位来判断是否是有效数字return hasDigit && (!hasDecimal || hasExp);}
}

四、时间复杂度和空间复杂度

1. 时间复杂度

该算法的主要操作是一个遍历字符串的过程，遍历的复杂度是 O(n)，其中 n 是字符串 s 的长度。
在遍历过程中，所做的操作（如字符判断、标志更新等）都是常数时间操作。
因此，整个函数的时间复杂度是 O(n)。

2. 空间复杂度

该算法中使用了固定的几个布尔变量来记录状态，这些变量的空间需求不随输入字符串的长度变化。
因此，整个函数的空间复杂度是 O(1)。

五、总结知识点

字符串遍历：通过 for 循环对字符串中的每个字符进行遍历，这是处理字符串问题中常见的方法。
字符判断：使用 Character.isDigit(c) 方法来判断当前字符是否为数字字符，这是处理数字相关字符串问题时的基础操作。
标志位：定义了几个布尔变量（hasDigit, hasDecimal, hasExp）作为标志位，用来追踪字符串中是否出现了数字、小数点和指数部分。这是处理复杂字符串匹配问题时常用的技巧，通过标志位来记录字符串的某些属性或状态。
逻辑判断：在遍历过程中，使用了一系列的条件判断来确定当前字符是否符合有效数字的规则。例如，检查小数点前后是否有数字，检查指数部分是否正确等。
特殊情况处理：代码中特别处理了符号字符（'+', '-'）的位置，确保它们只出现在数字的前面，且前面必须有数字。
返回值：根据标志位的最终状态来决定返回 true 或 false，这是判断类型问题的常见做法。
边界条件：代码中考虑了字符串为空或者不包含任何数字的情况，这些边界条件的处理对于确保算法的正确性非常重要。
错误处理：代码中通过返回 false 来处理不合法的输入，这是错误处理的一种简单有效的方法。