leetcode-028. Implement strStr()

题目要求匹配给定字符串和模式串,如果模式串存在于字符串中,则返回所在索引,如果不存在,则返回-1;

关于给定字符串和模式串的匹配问题,是数据结构的经典问题,也有其对应的解决算法,即KMP算法。然而数据结构中引出KMP算法也是为了解决暴力求解时,两个指针回溯问题,导致o(mn)的时间复杂度而提出的。

因此对于字符串的匹配,我们首先想到的就是暴力求解法。(*/ω\*)

一、暴力求解

思路:

     * 逐个比较haystack[i]的每个字符和needle[0],如果对应的字符不
     * 相等,则跳过。继续比较haystack[i+1],如果对应的字符相等,则继续比较haystack[i+1]和needle[1],一直比较到needle的
     * 最后一个节点,如果needle[j]中的j等于needle的长度,说明找到了一个答案,直接返回i。
     * 如果外层遍历完还是没找到,则返回-1。

java实现:

public int strStr(String haystack, String needle) {
        if(needle.isEmpty()){
            return 0;
        }
        int m=haystack.length();
        int n=needle.length();
        if(n>m)  return -1;
        for (int i = 0; i <=m-n; i++) {
            int j=0;
            for (; j < n; j++) {
                if(haystack.charAt(i+j)!=needle.charAt(j)) break;    
            }
            if(j==n) return i;
        }
        
        return -1;
           
        }

另外一种方法:

     * 1.当needle遍历到末尾,且每个字符都和haystack子串字符相同时,代表找到匹配的串。
     * 2.在needle遍历过程中,当存在与haystack子串不同的字符时,需要重新获取haystack的子串进行匹配判断。
     * 3.当haystack和needle恰好同时遍历到末尾时,还未找到匹配的串,则不存在匹配的串。

public int strStr2(String haystack,String needle){
        for (int i = 0; ; i++) {
            for (int j = 0; ; j++) {
                //1.找到匹配的串
                if(j==needle.length())    return i;
                //3.当haystack和needle同时遍历完,还未找到匹配的串
                if(i+j==haystack.length())    return -1;
                //2.遍历过程中存在不相同的字符时,从haystack中重新截取子串进行匹配
                if(needle.charAt(j)!=haystack.charAt(i+j)) break;
                
            }
            
        }
        
        
    }

python实现:

二、KMP算法实现

和严蔚敏的数据结构的方法基本一致:重要的是求得模式串的next数组

java实现:

class Solution {
   public int strStr(String haystack,String needle){
        if(needle.isEmpty()){
            return 0;
        }
        int i=-1,j=-1;
        int m=haystack.length();
        int n=needle.length();
        int[] next=nextval(needle);
        while(i<m&&j<n){
            if(j==-1||(haystack.charAt(i)==needle.charAt(j))){
                ++i;
                ++j;      //若相等,则继续向后比较
            }
            else{
                j=next[j];//若不相等,则模式串向右移动
            }
        
        }
        if(j>n-1){
            return i-j;   //匹配成功,返回索引
        }
        else return -1;    //遍历成功,不存在,返回-1
        
}
    public static int[] nextval(String sub){
        int[] next=new int[sub.length()+1];
        char[] T=sub.toCharArray();
        int length=sub.length();
        
        int k=-1;
        int j=0;
        next[0]=-1;
        while(j<length-1){
            if(k==-1||T[j]==T[k]){
                k++;
                j++;
                if(T[j]!=T[k]){
                    next[j]=k;
                }else{
                    next[j]=next[k];
                }
                
            }else{
                k=next[k];
            }
        }
        return next;
        
    }
    
 

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