【題目】

有效數(shù)字（按順序）可以分成以下幾個(gè)部分：

1. 一個(gè) 小數(shù) 或者 整數(shù)
2. （可選）一個(gè) 'e' 或 'E' ，后面跟著一個(gè) 整數(shù)

小數(shù)（按順序）可以分成以下幾個(gè)部分：

1. （可選）一個(gè)符號(hào)字符（'+' 或 '-'）

2. 下述格式之一：

   1. 至少一位數(shù)字，后面跟著一個(gè)點(diǎn) '.'
   2. 至少一位數(shù)字，后面跟著一個(gè)點(diǎn) '.' ，后面再跟著至少一位數(shù)字
   3. 一個(gè)點(diǎn) '.' ，后面跟著至少一位數(shù)字

整數(shù)（按順序）可以分成以下幾個(gè)部分：

1. （可選）一個(gè)符號(hào)字符（'+' 或 '-'）
2. 至少一位數(shù)字

部分有效數(shù)字列舉如下：["2", "0089", "-0.1", "+3.14", "4.", "-.9", "2e10", "-90E3", "3e+7", "+6e-1", "53.5e93", "-123.456e789"]

部分無效數(shù)字列舉如下：["abc", "1a", "1e", "e3", "99e2.5", "--6", "-+3", "95a54e53"]

給你一個(gè)字符串 s ，如果 s 是一個(gè) 有效數(shù)字 ，請(qǐng)返回 true 。

示例 1：

輸入： s = "0"
輸出： true

示例 2：

輸入： s = "e"
輸出： false

示例 3：

輸入： s = "."
輸出： false

提示：

• 1 <= s.length <= 20
• s 僅含英文字母（大寫和小寫），數(shù)字（0-9），加號(hào) '+' ，減號(hào) '-' ，或者點(diǎn) '.' 。

【題目解析】

解題方法

使用正則表達(dá)式

為了精確地匹配所有有效數(shù)字的格式，我們采用正則表達(dá)式方法。正則表達(dá)式是一種強(qiáng)大的文本匹配工具，能夠通過定義一系列的規(guī)則來識(shí)別復(fù)雜的文本模式。對(duì)于本題，我們設(shè)計(jì)一個(gè)正則表達(dá)式來匹配合法的數(shù)字格式，包括整數(shù)、小數(shù)和科學(xué)記數(shù)法。

算法步驟:

1. 定義正則表達(dá)式規(guī)則：構(gòu)造一個(gè)正則表達(dá)式來匹配可能出現(xiàn)的所有有效數(shù)字格式。
2. 使用正則表達(dá)式匹配字符串：利用Python的re模塊，使用定義好的正則表達(dá)式來檢查輸入字符串是否匹配。
3. 返回匹配結(jié)果：如果字符串與正則表達(dá)式匹配，返回True表示字符串是一個(gè)有效數(shù)字；否則，返回False。

class Solution:
    def isNumber(self, s: str) -> bool:
        # 定義正則表達(dá)式匹配有效數(shù)字
        pattern = r'^[+-]?(\d+(\.\d*)?|\.\d+)([eE][+-]?\d+)?$'
        return re.match(pattern, s) is not None

執(zhí)行效率

image.png

【總結(jié)】

適用問題類型:

這種方法特別適用于需要精確定義輸入格式并驗(yàn)證輸入是否符合特定格式的問題，如驗(yàn)證郵箱地址、電話號(hào)碼、身份證號(hào)碼等，以及本例中的有效數(shù)字。

解決算法: 正則表達(dá)式

• 算法特點(diǎn):

  • 靈活性: 正則表達(dá)式能夠靈活定義各種文本模式，適應(yīng)復(fù)雜的文本格式要求。
  • 強(qiáng)大的匹配能力: 能夠在復(fù)雜的文本中快速識(shí)別和提取信息。
  • 簡潔性: 相較于傳統(tǒng)的字符串處理方法，正則表達(dá)式提供了更為簡潔和直觀的解決方案。

• 時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度:

  • 時(shí)間復(fù)雜度: 主要取決于正則表達(dá)式的復(fù)雜度和輸入字符串的長度，一般為O(n)，其中n為字符串長度。
  • 空間復(fù)雜度: 由于正則匹配過程中需要存儲(chǔ)狀態(tài)信息，其空間復(fù)雜度也取決于正則表達(dá)式的復(fù)雜度和輸入字符串的長度，但通?？梢哉J(rèn)為是O(1)或O(n)。

• 實(shí)踐意義:

  • 正則表達(dá)式提供了一種高效、靈活的方式來處理和驗(yàn)證格式化文本。在軟件開發(fā)中，正確地使用正則表達(dá)式可以大大減少代碼量，提高開發(fā)效率和代碼的可維護(hù)性。
  • 在處理用戶輸入驗(yàn)證、日志分析、文本數(shù)據(jù)清洗等多種場景下，正則表達(dá)式都是一個(gè)強(qiáng)有力的工具。
  • 然而，正則表達(dá)式也存在一定的學(xué)習(xí)曲線，對(duì)于復(fù)雜的表達(dá)式，閱讀和維護(hù)可能會(huì)比較困難，因此需要在復(fù)雜度和可維護(hù)性之間找到平衡。

題目鏈接

有效數(shù)字