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(0, 1);
        int tmpFind = line.find('"');
        input = line.substr(0, 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 + 2, line.size() - line.find('\t', tmpFind + 2) - 1);
        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) != -1;
    }

    bool isDigit(int in)
    {
        char ref[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' };
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            if (in == ref[i])
                return true;
        }
        return false;
    }

    bool isNumber(string s) {
        // clear spaces
        while (s.begin() != s.end() && s.front() == ' ')
            s.erase(0, 1);
        while (s.begin() != s.end() && s.back() == ' ')
            s.pop_back();

        int szS = s.size();
        if (szS == 0)
            return false;
        // only '.'
        if (szS == 1 && s[0] == '.')
            return false;
        // 'e' at the first or last position of s
        if (s[0] == 'e' || s[szS - 1] == 'e')
            return false;
        // too many signs
        if (szS > 1 && (s[0] == '-' || s[0] == '+') && (s[1] == '-' || s[1] == '+'))
            return false;
        // sign at the last
        if (s[szS - 1] == '+' || s[szS - 1] == '-')
            return false;

        szS = s.size();
        int countDot = 0;
        int countE = 0;
        for (int i = 0; i < szS; i++)
        {
            if (!isValidChar(s[i]))
                return false;

            if (s[i] == '.') //'.e at the begining, ' '.+/-' are not allowed
            {
                countDot++;
                if (i + 1 < szS && ((i == 0 && s[i + 1] == 'e') || s[i + 1] == '+' || s[i + 1] == '-'))    // '.e'
                    return false;
            }
            if (s[i] == 'e') // 'e.' 'e+/-...+/-' are not allowed
            {
                countE++;
                if (i + 1 < szS)
                {
                    int pos1 = s.find('.', i + 1);
                    if (pos1 != -1)
                        return false;
                }
                if (i + 2 < szS)
                {
                    int pos2 = s.find('+', i + 2);
                    int pos3 = s.find('-', i + 2);
                    if (pos2 > (i + 1) || pos3 > (i + 1))
                        return false;
                }
            }
            if (s[i] == '+') // '+e' '+-' 'digit+/' are not allowed
            {
                if (i + 1 < szS && (s[i + 1] == 'e' || s[i + 1] == '-'))
                    return false;
                if (i > 0 && isDigit(s[i - 1]))
                    return false;
            }
            if (s[i] == '-') // '. at the last' '-e' '-+' 'digit+/' are not allowed
            {
                if (i + 1 < szS && ((i + 1 == szS - 1 && s[i + 1] == '.') || s[i + 1] == 'e' || s[i + 1] == '+'))
                    return false;
                if (i > 0 && isDigit(s[i - 1]))
                    return false;
            }

            if (countDot > 1 || countE > 1) // no double dots or double e can exit
                return false;

        }

        return true;
    }
};