[Leetcode]_28 Implement strStr()

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*  Index:  28
*  Title:  Implement strStr()
*  Author: ltree98
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字符串的模式匹配

通过这一道题，可以练习一下这些匹配算法。

BF算法（Brute Force - 暴风算法） 时间复杂度 O(m*n)

最普通的模式匹配算法。

依次比较，如果匹配失败，从头再来。

可以看出，是一个很暴力的算法。

加了两个小剪枝，

1. 如果匹配串长度大于原串，直接返回-1

2. 如果两串长度相等，直接判断值是否相等，返回相应值。（不加会TLE）

3. 如果匹配串为空，返回0

class Solution {
public:
int strStr(string haystack, string needle) {
int lenHs = haystack.length();
int lenNe = needle.length();
if(lenHs < lenNe)
return -1;
else if(lenHs == lenNe)
if(haystack == needle)
return 0;
else
return -1;
else if(lenNe == 0)
return 0;

int i = 0, j = 0;
while(i < lenHs)  {
if(haystack[i] == needle[j])  {
++i;
++j;

if(j == lenNe)
return i - j;
}
else  {
i = i - j + 1;
j = 0;
}
}
return -1;
}
};

KMP算法 时间复杂度：O(m+n)

举个板栗：

原串：abababc | 匹配串是：ababc

当我比较到原串的第五个字符a 与 匹配串的第五个字符c，发现匹配失败；

这时，我不需要从原串第二个字符b 与 匹配串第一个字符a，进行比较；

只需要将原串的第三个字符a 与 匹配串的第三个字符a，进行比较；

因为它们前缀是部分重复的。

这个特性是由匹配串来决定的，所以，KMP算法，重要在于求出匹配失败后，跳回的部分，即 求出匹配串的Next数组。

next数组如何求呢？

第一个字符next值设置为-1

是从前往后推到的，就是next[1] 是由str[0] 与 next[0] 决定的

如果前一个数的next值为-1，则此next值为0（-1 + 1）

如果前一个数next值不为-1，比较前一个字符 与 前next值对应的字符；如果字符相等，则next值为前一个next值+1；如果不等则继续往前比较。

以 index = 2 为例，应该比较 str1 与 strnext[1]，相等，所以 next[2] = next[1] + 1 = 1

以 index = 3 为例, 比较 str2 与 strnext[2], 不相等， 继续比较 str2 与 str[0](next[index = 2] -> index 1 -> 因为不相等 -> next[index = 1] -> index = 0), 也不相等，但是此时 next[index] 为-1，所以next[3] = 0(-1 + 1)

index     0   1   2   3   4   5   6
str       b   b   a   b   b   a
next      -1  0   1   0   1   2   3

class Solution {
private:
int NEXT[100001];

public:
void createNextArray(string str, int len) {
int i = 0, j = -1;

NEXT[0] = -1;
while(i < len)  {
if(j == -1 || str[i] == str[j])
NEXT[++i] = ++j;
else
j = NEXT[j];
}
}

int strStr(string haystack, string needle) {
int lenHs = haystack.length();
int lenNe = needle.length();
if(lenHs < lenNe)
return -1;
else if(lenHs == lenNe)
if(haystack == needle)
return 0;
else
return -1;
else if(lenNe == 0)
return 0;

memset(NEXT, -1, sizeof(NEXT));
createNextArray(needle, lenNe+1);

int i = 0, j = 0;
while(i < lenHs) {
if(haystack[i] == needle[j])  {
++i;
++j;

if(j == lenNe)
return i - j;
}
else
if(NEXT[j] == -1) {
++i;
j = 0;
}
else
j = NEXT[j];
}

return -1;
}
};