【Classic 150 刷题计划】 LeetCode 28. 找出字符串中第一个匹配项的下标 | C++ 滑动窗口与子串比对

LeetCode 28. 找出字符串中第一个匹配项的下标

📌 题目描述

题目级别：简单

给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串的第一个匹配项的下标（下标从 0 开始）。如果 needle 不是 haystack 的一部分，则返回 -1 。

• 示例 1:
  输入：haystack = "sadbutsad", needle = "sad"
  输出：0
  解释："sad" 在下标 0 和 6 处匹配。第一个匹配项的下标是 0 ，所以返回 0 。

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💡 破题思路：定长滑动窗口 (Substring Matching)

字符串单模匹配问题（即实现 C 语言中的 strstr() 或 Java 中的 indexOf()）。

虽然算法竞赛中有著名的 KMP 算法 或 Sunday 算法 ，但在绝大多数实际工程场景中，定长滑动窗口截取比对 是最直观、容错率最高、可读性最强的方式。

算法步骤：

1. 边界剪枝 ：设模式串 needle 长度为 m，主串 haystack 长度为 n。如果 m > n，短串里不可能包含长串，直接返回 -1。
2. 定长滑动窗口 ：
   从主串下标 0 开始滑动一个长度恒为 m 的窗口。
   窗口的右端点最大只能到 n - 1，因此窗口左端点 i 的有效范围是 0 <= i <= n - m（即循环条件写为 i < n - m + 1）。
3. 截取比对 ：
   在每个起始位置 i，利用 haystack.substr(i, m) 截取长度为 m 的子串，直接与 needle 比对。如果相等，说明找到了第一个匹配项，立刻返回起始下标 i。
4. 穷尽未果 ：如果窗口滑到了尽头都没有匹配项，返回 -1。

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💻 C++ 代码实现 (原汁原味作者版)

class Solution {
public:
    int strStr(string haystack, string needle) {
        int m = needle.size();
        int n = haystack.size();
        
        // 剪枝：如果 needle 比 haystack 还要长，绝不可能匹配成功
        if (m > n) return -1;

        // 窗口左边界最大只需走到 n - m
        for (int i = 0; i < n - m + 1; i ++ )
        {
            // 截取从 i 开始、长度为 m 的子串进行直接比对
            if (haystack.substr(i, m) == needle) return i;
        }

        // 搜索完毕未发现匹配项
        return -1;
    }
};