Python字符串数字判断的算法设计：从暴力破解到高效算法的演变

# 1. Python字符串数字判断的理论基础

字符串数字判断是确定字符串中是否包含数字字符的过程。它在数据处理、文本分析和验证等领域中有着广泛的应用。

在Python中，字符串数字判断可以使用多种方法实现，每种方法都有其优缺点。了解这些方法的理论基础对于选择最适合特定应用的方法至关重要。

在本章中，我们将探讨字符串数字判断的理论基础，包括数字字符的表示、字符串匹配算法和数字格式验证技术。这些基础知识将为后续章节中介绍的算法提供坚实的基础。

# 2. Python字符串数字判断的暴力破解算法

### 2.1 逐个字符遍历法

**算法原理：**

逐个字符遍历法是最简单的字符串数字判断算法，它逐个检查字符串中的每个字符，判断其是否为数字字符。

**代码实现：**

def is_number_brute_force(string):
    """
    逐个字符遍历法判断字符串是否为数字

    Args:
        string (str): 待判断的字符串

    Returns:
        bool: True if the string is a number, False otherwise
    """

    for char in string:
        if not char.isdigit():
            return False

    return True

**逻辑分析：**

代码逐个遍历字符串中的每个字符，使用 `isdigit()` 方法判断字符是否为数字字符。如果遇到非数字字符，则返回 `False`。如果遍历完整个字符串，则返回 `True`。

### 2.2 正则表达式匹配法

**算法原理：**

正则表达式匹配法使用正则表达式来判断字符串是否符合数字的格式。正则表达式是一种强大的模式匹配语言，可以匹配字符串中满足特定模式的子串。

**代码实现：**

import re

def is_number_regex(string):
    """
    正则表达式匹配法判断字符串是否为数字

    Args:
        string (str): 待判断的字符串

    Returns:
        bool: True if the string is a number, False otherwise
    """

    pattern = re.compile(r"^-?\d+$")
    return bool(pattern.match(string))

**逻辑分析：**

代码使用 `re.compile()` 编译正则表达式模式 `r"^-?\d+$"`。该模式匹配以可选的负号开头，后面跟随一个或多个数字字符的字符串。使用 `bool(pattern.match(st