Implement strStr().

Returns the index of the first occurrence of needle in haystack, or -1 if needle is not part of haystack.

解题:

本题为典型的KMP算法考察题,KMP算法描述为:

  设主串S,匹配串P,i为S的索引下标,j为P的索引下标,初始i和j设置为0。

  在i小于S的长度和j小于P的长度时,开始循环:

  1、比较S[i]和P[j]是否相同;

  2、如果相同则i++,j++,返回执行第1步;

  3、如果不同,则计算已匹配成功的P[0]~P[j-1]中,相同前缀和后缀的最大长度,设为n;

  4、令i不变,j为n(指向相同前后缀的后一个字符),返回执行第1步;

  循环结束时,查看j值是否等于P的长度,如果等于则匹配成功,否则主串中不包含匹配串。

计算最长相同前后缀:

  新建一个数组a,数组长度为匹配串P长度。数组的每一位a[i],表示由P[0]~P[i]表示的字符串,最长相同前后缀的位数;

  a[0]初始化为0,令i为1,j为0,对于a[i](0<i<len)有两种情况:

  1、如果P[j] == P[i],那么a[i] = a[i - 1] + 1;

     接着j++,i++重新执行第一步;

  2、当P[j] != P[i],如果j此时为0,表示由P[0]~P[i]组成的字符串没有相同的前缀和后缀,所以a[i]=0,i++继续进行第一步;

  3、当P[j] != P[i],并且j不为0,表示可能包含相同前缀和后缀,则令j = a[j - 1],继续执行第一步;

  直到计算出所有a[i]的值。

AC代码见:

 class Solution {
public:
int strStr(char *haystack, char *needle) {
int num = strlen(needle);
int *next = new int[num];
getNext(needle, next); int i = ;
int j = ;
while (haystack[i] != '\0' && needle[j] != '\0') {
if (haystack[i] == needle[j]) {
++i;
++j;
} else if (j == ) {
++i;
} else {
j = next[j - ];
}
} free(next);
if (needle[j] != '\0')
return -;
else
return i - j;
} void getNext(char *needle, int *next) {
int i = ;
int j = ;
next[] = ;
while (needle[i] != '\0') {
if (needle[i] == needle[j]) {
next[i] = j + ;
++i;
++j;
} else if (j == ) {
next[i] = ;
++i;
} else {
j = next[j - ];
}
}
}
};

代码优化:

实际编写中,为了避免判定j是否为0,简化操作。可以设定next数组,取代a数组。next的含义是,当kmp算法需要寻找子串下一个比较的位置时,直接从next数组中取值;

其中next[0] = -1作为哨兵位,next[i] = a[i - 1],即将a数组整体后移一位保存在next数组中。

AC代码如下:

 class Solution {
public:
int strStr(char *haystack, char *needle) {
int num = strlen(needle);
int *next = new int[num];
getNext(needle, next); int i = ;
int j = ;
while (haystack[i] != '\0' && j < num) {
if (j == - || haystack[i] == needle[j]) {
++i;
++j;
} else {
j = next[j];
}
} free(next);
if (needle[j] != '\0')
return -;
else
return i - j;
} void getNext(char *needle, int *next) {
int i = ;
int j = -;
int strl = strlen(needle);
next[] = -;
while (i < strl - ) {
if (j == - || needle[i] == needle[j]) {
next[++i] = ++j;
} else {
j = next[j];
}
}
}
};

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