LeetCode之“字符串”：Valid Number（由此引发的对正则表达式的学习）

　　题目链接

　　题目要求：　

　　Validate if a given string is numeric.

　　Some examples:
　　"0" => true
　　" 0.1 " => true
　　"abc" => false
　　"1 a" => false
　　"2e10" => true

　　Note: It is intended for the problem statement to be ambiguous. You should gather all requirements up front before implementing one.

　　这道题看起来貌似简单，实则要考虑的情况非常多。更可惜的是LeetCode并不支持正则表达式。。。。下文先试着以正则表达式的方法去解决这个问题。

　　C++现在是提供了对正则表达式的支持的，但貌似用的少，更多的是Boost库提供的正则表达式。

　　法一和法二的测试用例来自一博文，且这两个方法均测试通过。测试用例可从百度云下载得到。另外，具体的文件读写及函数验证程序如下：

 #include <fstream>
 ... ...
 ifstream in("C:\\Users\\xiehongfeng100\\Desktop\\LeetCode_Valid_Number_Test_Cases.txt");
 if (in) // if file exists
 {
     string line;
     while (getline(in, line)) // read each line from 'in'
     {
         string input;
         bool expect;

         // extract 'input'
         line.erase(, );
         int tmpFind = line.find('"');
         input = line.substr(, tmpFind);
         while (input.begin() != input.end() && input.front() == ' ')
             input.erase(input.begin());
         while (input.begin() != input.end() && input.back() == ' ')
             input.pop_back();

         // extract 'expect'
         string expectStr = line.substr(tmpFind + , line.size() - line.find('\t', tmpFind + ) - );
         if (expectStr == "TRUE")
             expect = true;
         else
             expect = false;

         // validate
         bool isValid = isNumber(input);
         if (isValid != expect)
             cout << "Something wrong! " << line << endl;
     }
 }
 else
 {
     cout << "No such file" << endl;
 }

　 1. 法一：基于C++自身正则表达式

　　用正则表达式写出来的程序非常简洁：

 #include <regex>
 ... ...
 bool isNumber(string buf)
 {
     regex pattern("[+-]?(\\.[0-9]+|[0-9]+\\.?)[0-9]*(e[+-]?[0-9]+)?", regex_constants::extended);
     match_results<string::const_iterator> result;
     return regex_match(buf, result, pattern);
 }

　 2. 法二：基于Boost库正则表达式

　　Boost库的正则表达式的语法跟C++自身提供的有点差别。Boost库的跟其他语言更加兼容。

 #include <boost/regex.hpp>
 ... ...
 bool isNumber(string buf)
 {
     string Reg = "[+-]?(\\.\\d+|\\d+\\.?)\\d*(e[+-]?\\d+)?";
     boost::regex reg(Reg);
     return boost::regex_match(buf, reg);
 }

　 3. 法三：列举所有情况

　　这种方法很繁杂。。。

 class Solution {
 public:
     bool isValidChar(char c)
     {
         string str = "0123456789.e+-";
         return str.find(c) != -;
     }

     bool isDigit(int in)
     {
         char ref[] = { '', '', '', '', '', '', '', '', '', '' };
         for (int i = ; i < ; i++)
         {
             if (in == ref[i])
                 return true;
         }
         return false;
     }

     bool isNumber(string s) {
         // clear spaces
         while (s.begin() != s.end() && s.front() == ' ')
             s.erase(, );
         while (s.begin() != s.end() && s.back() == ' ')
             s.pop_back();

         int szS = s.size();
         if (szS == )
             return false;
         // only '.'
         if (szS ==  && s[] == '.')
             return false;
         // 'e' at the first or last position of s
         if (s[] == 'e' || s[szS - ] == 'e')
             return false;
         // too many signs
         if (szS >  && (s[] == '-' || s[] == '+') && (s[] == '-' || s[] == '+'))
             return false;
         // sign at the last
         if (s[szS - ] == '+' || s[szS - ] == '-')
             return false;

         szS = s.size();
         int countDot = ;
         int countE = ;
         for (int i = ; i < szS; i++)
         {
             if (!isValidChar(s[i]))
                 return false;

             if (s[i] == '.') //'.e at the begining, ' '.+/-' are not allowed
             {
                 countDot++;
                 if (i +  < szS && ((i ==  && s[i + ] == 'e') || s[i + ] == '+' || s[i + ] == '-'))    // '.e'
                     return false;
             }
             if (s[i] == 'e') // 'e.' 'e+/-...+/-' are not allowed
             {
                 countE++;
                 if (i +  < szS)
                 {
                     int pos1 = s.find('.', i + );
                     if (pos1 != -)
                         return false;
                 }
                 if (i +  < szS)
                 {
                     int pos2 = s.find('+', i + );
                     int pos3 = s.find('-', i + );
                     if (pos2 > (i + ) || pos3 > (i + ))
                         return false;
                 }
             }
             if (s[i] == '+') // '+e' '+-' 'digit+/' are not allowed
             {
                 if (i +  < szS && (s[i + ] == 'e' || s[i + ] == '-'))
                     return false;
                 if (i >  && isDigit(s[i - ]))
                     return false;
             }
             if (s[i] == '-') // '. at the last' '-e' '-+' 'digit+/' are not allowed
             {
                 if (i +  < szS && ((i +  == szS -  && s[i + ] == '.') || s[i + ] == 'e' || s[i + ] == '+'))
                     return false;
                 if (i >  && isDigit(s[i - ]))
                     return false;
             }

             if (countDot >  || countE > ) // no double dots or double e can exit
                 return false;

         }

         return true;
     }
 };