LeetCode OJ - Implement strStr()

来源：互联网发布：php class实例化编辑：程序博客网时间：2024/06/05 07:28

Implement strStr().

Returns a pointer to the first occurrence of needle in haystack, or null if needle is not part of haystack.

分析：字符串模式匹配呀，想到用KMP。不过还是先实现普通算法。

思路一：逐个遍历haystack，没有考虑haystack和needle长度关系，可能会有很多无效计算。

char *strStr(char *haystack, char *needle) {    assert(haystack && needle);        char *s, *d, *p;    for(p = haystack; *p != '\0'; p++) {        s = p;        d = needle;        while(*d != '\0'){            if(*s != *d) break;            s++;            d++;};if(*d == '\0') return p;    }        return NULL;}

思路二：考虑他们之间的长度关系，让比较次数变小。代码虽然通过，但是太低效了。

class Solution {public:    char *strStr(char *haystack, char *needle) {        assert(haystack && needle);                int len1 = strlen(haystack);        int len2 = strlen(needle);                for(int i = 0; i <= len1 - len2; i++) {            char *p = haystack + i;            char *q = needle;                        while(*q != '\0') {                if(*p != *q) break;                                p++;                q++;            }                        if(*q == '\0') return haystack + i;                    }                return NULL;    }};

思路三：KMP算法解决，本质是对不同匹配算法的改进，过滤哪些不需要做匹配的情况。

参考 http://billhoo.blog.51cto.com/2337751/411486 和 http://www.cnblogs.com/goagent/archive/2013/05/16/3068442.html

关于KMP讨论都太麻烦，不够感性。假设目标串为T，模式串为P。其中i，j分别指向两者，i->T和 j->P。

1.当P在j出发生不匹配时，这时可以找 j 前面的某一位置来继续与i进行比较（只需要让 j 回溯，而不让 i 回溯）。2.设 j 前面已经匹配的字符为X，若X的真前缀与X的真后缀相等时，pos = strlen(真前缀) 可以成为下一个 j 的位置（回溯的位置）。3.若能找到一个更长的真前缀 = 真后缀，那么得到下一个pos，它是我们更应该去关注的下一个 j 的位置。

以上感性认识后，对于那些理论也就好分析了，有感性认识，理论分析不在话下。

关于NextJ，实际就是求在 j 位置不匹配时，j 应该回溯的位置（回溯后与 i 继续比较），说到这里可以直接写代码了吧。

    void getNext(char *needle, int n, int *next) {        int k = 0;        next[0] = -1;        for(int j = 1; j < n; j++) {            k = next[j - 1];            while(k > 0 && needle[k] != needle[j - 1]) {                k = next[k];            }            if(k == -1) next[j] = 0;            if(needle[k] == needle[j - 1])                next[j] = k + 1;            else                 next[j] = 0;        }    }

上述代码采用迭代来求NextJ数据，使用假设法。如果next[ j ] = k，则可以将P序列写出[0, k-1] k 。。。[0, k-1] j ，这里为了表现真前缀和真后缀的相等关系，使用了下表。若P[k] = P[j] 则next[ j ] = k + 1;若P[k] != P[j] 则需要寻找下一个k = next[k]使得它们相等。

class Solution {public:    void getNext(char *needle, int n, int *next) {        int k = 0;        next[0] = -1;        for(int j = 1; j < n; j++) {            k = next[j - 1];            while(k > 0 && needle[k] != needle[j - 1]) {                k = next[k];            }            if(k == -1) next[j] = 0;            if(needle[k] == needle[j - 1])                next[j] = k + 1;            else                 next[j] = 0;        }    }            char *strStr(char *haystack, char *needle) {        assert(haystack && needle);        int len1 = strlen(haystack);        int len2 = strlen(needle);                if(len1 == 0 && len2 == 0) return "";        if(len1 == 0) return NULL;        if(len2 == 0) return haystack;                //计算nextJ        int *next = new int[len2];        getNext(needle, len2, next);                    //模式匹配        int i = 0, j = 0;        while(i < len1 && j < len2) {            if(j == -1 || haystack[i] == needle[j]) {                i++;                j++;                } else {                j = next[j];            }        }            if(j == len2) {            return haystack + (i - j);    } else {            return NULL;    }    }};

KMP算法可以继续改进:

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