剑指 Offer 20. 表示数值的字符串

题目

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 ‘.’ 。

题解

private static final String EXPONENT = "e";
private static final String PLUS = "+";
private static final String MINUS = "-";
private static final String POINT = ".";

public boolean isNumber(String s) {
    // 是否是无符号整数
    Function<String, Boolean> isUnsignedInteger = num -> {
        // 整数不能为空
        if (num.isEmpty()) {
            return false;
        }

        for (char c : num.toCharArray()) {
            if (!Character.isDigit(c)) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    };

    // 是否是整数
    Function<String, Boolean> isInteger = num ->
        // 若是正负号开头 去掉符号
        isUnsignedInteger.apply(num.substring(num.startsWith(PLUS) || num.startsWith(MINUS) ? 1 : 0));

    // 是否是小数 小数可以以小数点开头 也可以以小数点结尾
    Function<String, Boolean> isDecimal = num -> {
        // 去掉符号
        if (num.startsWith(PLUS) || num.startsWith(MINUS)) {
            num = num.substring(1);
        }

        int index = num.indexOf(POINT);

        return
            // 小数不能只有一位
            index >= 0 && num.length() > 1
                // 小数点左边为有符号整数或为空(小数点在第一位)
                ? (index == 0 || isInteger.apply(num.substring(0, index)))
                // 右边为无符号整数或为空(小数点在最后一位)
                && (index == num.length() - 1 || isUnsignedInteger.apply(num.substring(index + 1)))
                // 没有小数点表名是个整数
                : isInteger.apply(num);
    };

    // 是否是科学计数 底数可为小数或者整数 指数必须为整数
    Function<String, Boolean> isScientific = num -> {
        // 指数标识位置
        int index = num.indexOf(EXPONENT);

        return
            // 指数标识不能是第一个
            index > 0
                // 底数可为数字 指数必须为整数
                ? isDecimal.apply(num.substring(0, index)) && isInteger.apply(num.substring(index + 1))
                // 没有指数标识 说明是个数字
                : isDecimal.apply(num);
    };

    return isScientific.apply(s.trim());
}