LeetCode第28题找出字符串中第一个匹配项的下标

继续打卡算法题，今天学习的是LeetCode的第28题找出字符串中第一个匹配项的下标，这道题目是道简单题。算法题的一些解题思路和技巧真的非常巧妙，每天看一看算法题和解题思路，我相信对我们的编码思维和编码能力有一些提升。

分析一波题目

这个题目就是需要实现Java中，String的indexOf方法的功能，我们使用暴力解法是可以求解出来的。原字符串s,目标字符串t,循环原字符，以原字符串中每个字符i作为开始比较的字符，如果匹配不到target字符串，开始字符从i+1开始。

比如原始字符串s : aabaacaadaae, 目标字符串t : aacaad

他们的匹配过程如下：依次取原始字符串的一个字符作为起始字符开始匹配目标字符串，直到匹配为止

到第4轮的时候匹配上了，这种解法时间复杂度是O(m*n)。有没有更高效率的呢？

答案是有的，那就是kmp算法。kmp算法是利用一张前缀表来解决这个匹配问题的。

前缀表是什么呢？

比如目标字符串：aacaad，他对应前缀表如下：

字符串a相同前后缀是0

字符串aa相同前后缀是1

字符串aab 相同前后缀0

字符串aaba 相同前后缀1

字符串aabaa 相同前后缀2

字符串aabaad 相同前后缀0

从下图可以看出，匹配过的aa可以不用再次匹配了，实现了剪枝效果。

编码实现

暴力解法

java 复制代码

class Solution {
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        int n = haystack.length(), m = needle.length();
        for (int i = 0; i + m <= n; i++) {
            if(haystack.charAt(i) != needle.charAt(0)) {
                continue;
            }
            boolean flag = true;
            for (int j = 0; j < m; j++) {
                if (haystack.charAt(i + j) != needle.charAt(j)) {
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
            if (flag) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

kmp算法

java 复制代码

class Solution {
//获取前缀表
private void getNext(int[] next, String s) {
        int j = 0;
        next[0] = 0;
        for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
            //前后缀不相等
            while (j > 0 && s.charAt(j) != s.charAt(i)) 
                j = next[j - 1];
            //连续相同，相等前缀自增
            if (s.charAt(j) == s.charAt(i)) 
                j++;
            next[i] = j; 
        }
    }
   

public int strStr(String haystack, String needle) {
        if (needle.length() == 0) return 0;
        int[] next = new int[needle.length()];
        //构造前缀表
        getNext(next, needle);

        int j = 0;
        //往前遍历原始数组
        for (int i = 0; i < haystack.length(); i++) {
            //遇到了不相同的，查找前缀表
            while (j > 0 && needle.charAt(j) != haystack.charAt(i)) 
                j = next[j - 1];
            //连续相等，相等前缀+1
            if (needle.charAt(j) == haystack.charAt(i)) 
                j++;
            if (j == needle.length()) 
                return i - needle.length() + 1;
        }
        return -1;

    }
}

总结

kmp算法是解决字符串匹配效率较高的算法思想，可以减少原始字符串的回溯匹配，但是很难理解，需要多实践几遍，算法技巧真的是一个非常有意思的，值得收藏研究的技能。