摘要:愛寫作者愛寫實現函數。說明當是空字符串時,我們應當返回什么值呢這是一個在面試中很好的問題。對于本題而言,當是空字符串時我們應當返回。這與語言的以及的定義相符。利用內建函數直接得結果。如果子字符串為空,返回。
愛寫bug(ID:icodebugs)作者:愛寫bug
實現 strStr() 函數。
給定一個 haystack 字符串和一個 needle 字符串,在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出現的第一個位置 (從0開始)。如果不存在,則返回 -1。
Implement strStr().
Return the index of the first occurrence of needle in haystack, or -1 if needle is not part of haystack.
Example 1:
Input: haystack = "hello", needle = "ll" Output: 2
Example 2:
Input: haystack = "aaaaa", needle = "bba" Output: -1
Clarification:
What should we return when needle is an empty string? This is a great question to ask during an interview.
For the purpose of this problem, we will return 0 when needle is an empty string. This is consistent to C"s strstr() and Java"s indexOf()).
說明:
當 needle 是空字符串時,我們應當返回什么值呢?這是一個在面試中很好的問題。
對于本題而言,當 needle 是空字符串時我們應當返回 0 。這與C語言的 strstr() 以及 Java的 indexOf()) 定義相符。
解題思路(Java):
? 復雜度:時間 O(n^2) 空間 O(1)
? 字符串 a 從第一個索引開始 逐一匹配字符串 b 的第一個索引:a[i++]==b[0],如果為true,則進入內循環字符串a從第 i+j 個字符開始與字符串b 第 j個字符匹配:a[i+j]==b[j]
class Solution { public int strStr(String haystack, String needle) { if(needle.equals(""))return 0; int haystackLen=haystack.length(),needleLen=needle.length(); char firstChar=needle.charAt(0); for(int i=0;i<=haystackLen-needleLen;i++){ if(haystack.charAt(i)==firstChar){ int j=1; for(;j
KMP算法:
? 復雜度:時間 O(n+m) 空間 O(M)
下面引用一組圖片幫助理解(圖片來源:https://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/7041827 ):
? 說明: 圖片中字符串haystack為:"BBC ABCDAB ABCDABCDABDE",模式串 needle 為:"ABCDABD"
第一步開始匹配:第二步匹配到第一個相同字符:
第三步兩個字符串逐一向后匹配,直到到字符 D 與 空格 字符匹配失敗,結束該輪次匹配:
第四步重新匹配,但不用從第二步的下一個字符 B 開始,因為空格字符前與模式字符串前6個字符已經匹配相同。既C字符之前的兩個字符 AB 與空格字符前兩個字符 AB 相同,兩個字符串可直接從 空白 字符與 C 字符開始匹配:
可以看到圖片中一下跳過了 haystack 五個字符ABCDAB 和 needle 的兩個字符AB。優化思路很清晰。
代碼:
class Solution { public int strStr(String haystack, String needle) { if(needle.equals("")) return 0; int[] next = new int[needle.length()]; getNext(next, needle);// 得到next數組 // i是匹配串haystack的指針,j是模式串needle的指針 int i = 0, j = 0; while(i < haystack.length() && j < needle.length()){ // 如果j=-1,即next數組中該字符為第一位,下標+1后,重新匹配 if(j == -1 || haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)){ // 如果匹配成功,則自增1,匹配下一個字符 i++;j++; } else { j = next[j];// 如果匹配失敗,則將j賦值next[j],避免匹配重復匹配 } } return j == needle.length() ? i - j : -1; } private void getNext(int[] next, String needle){ // k是前綴中相同部分的末尾,也是相同部分的長度 // j是后綴的末尾,即后綴相同部分的末尾 int k = -1, j = 0; next[0] = -1; while(j < needle.length() - 1){ // 如果k=-1,匹配失敗,重新開始計算前綴和后綴相同的長度 // 如果兩個字符相等,則在上次前綴和后綴相同的長度加1,繼續下一段字符最大公共前后綴匹配 if (k == -1 || needle.charAt(j) == needle.charAt(k)){ k++;j++; if (needle.charAt(j) != needle.charAt(k)) next[j] = k; else //因為不能出現p[j] = p[ next[j ]],所以當出現時需要繼續遞歸,k = next[k] = next[next[k]],以減少重復部分的多余匹配 next[j] = next[k]; } else { // 否則,前綴長度縮短為next[k] k = next[k]; } } } }總結:? KMP算法優化的方向很明了,主要難點就在于對next數組的求法和理解,KMP算法不是本文的重點,如有興趣深入了解,推薦一篇博文:https://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/7041827
另外還有Sunday算法 是找到與模式字符串相同長度的源字符串 從右向左匹配,其中心思想為:
如果該字符沒有在模式串中出現,直接從該字符向右移動位數 = 模式串長度 + 1。(因為源字符串含有該字符的相同長度字符串不可能匹配)
如果該字符在模式串中出現過,其移動位數 = 模式串中最右端的該字符到末尾的距離+1。
字符串haystackBBC ABC 與模式串needle ABCDABD 匹配,字符串haystack中的空格字符未在模式串needle 中出現,則可以直接跳過空格字符后面六個字符的匹配,因為包含空格字符的相同長度字符串都不可能匹配成功,所以可以跳過6個。
Python3:? 說明:上面兩種方法在所有語言都可行,只是語法不同,所以在py3中不再復現,僅展示一些py3特有的語法投機取巧解題。
利用py3內建函數find()直接得結果。
class Solution: def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int: return haystack.find(needle)find() 方法描述
find() 方法檢測字符串中是否包含子字符串 str ,如果指定 beg(開始) 和 end(結束) 范圍,則檢查是否包含在指定范圍內,如果指定范圍內如果包含指定索引值,返回的是索引值在字符串中的起始位置。如果不包含索引值,返回-1。如果子字符串為空,返回0。
語法
str.find(str, beg=0, end=len(string))參數
str -- 指定檢索的字符串
beg -- 開始索引,默認為0。
end -- 結束索引,默認為字符串的長度。
利用py3字符出切片特性解決:
class Solution: def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int: for i in range(len(haystack)-len(needle)+1): if haystack[i:i+len(needle)]==needle:#截取切片 return i return -1注:算法導論第32章:字符串匹配有完整的一章相關討論。
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