字符串——28. 实现 strStr()

1 题目描述

28. 实现 strStr()
    实现 strStr() 函数。

给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置（下标从 0 开始）。如果不存在，则返回 -1 。

说明：

当 needle 是空字符串时，我们应当返回什么值呢？这是一个在面试中很好的问题。

对于本题而言，当 needle 是空字符串时我们应当返回 0 。这与 C 语言的 strstr() 以及 Java 的 indexOf() 定义相符。

2 题目示例

示例 1：
输入：haystack = “hello”, needle = “ll”
输出：2

示例 2：
输入：haystack = “aaaaa”, needle = “bba”
输出：-1

3 题目提示

1 <= haystack.length, needle.length <= 104
haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

4 思路

本题是经典的字符串单模匹配的模型，因此可以使用字符串匹配算法解决，常见的字符串匹配算法包括暴力匹配、Knuth-Morris-Pratt算法、Boyer-Moore算法、Sunday 算法等，本文将讲解Knuth-Morris-Pratt算法。
因为哈希方法可能出现哈希值相等但是字符串不相等的情况，而strStr函数要求匹配结果必定正确，因此本文不介绍哈希方法，有兴趣的读者可以自行了解滚动哈希的实现(如Rabin-Karp算法)。
方法一:暴力匹配思路及算法
我们可以让字符串needle 与字符串haystack的所有长度为m的子串均匹配一次。
为了减少不必要的匹配，我们每次匹配失败即立刻停止当前子串的匹配，对下一个子串继续匹配。如果当前子串匹配成功，我们返回当前子串的开始位置即可。如果所有子串都匹配失败，则返回—1。
复杂度分析
时间复杂度:o(n x m)，其中n是字符串hagystack的长度，m是字符串needle的长度。最坏情况下我们需要将字符串needle与字符串haystack的所有长度为m的子串均匹配一次。
空间复杂度:O(1)。我们只需要常数的空间保存若干变量。
方法二：KMP
介绍不说了，太长，大家可以自己搜索一下

5 我的答案

方法一：暴力

class Solution {
    
    public int strStr(String haystack, String needle) {
    
        int n = haystack.length(), m = needle.length();
        for (int i = 0; i + m <= n; i++) {
    
            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;
    }
}

方法二：KMP

class Solution {
    
    public int strStr(String haystack, String needle) {
    
        int n = haystack.length(), m = needle.length();
        if (m == 0) {
    
            return 0;
        }
        int[] pi = new int[m];
        for (int i = 1, j = 0; i < m; i++) {
    
            while (j > 0 && needle.charAt(i) != needle.charAt(j)) {
    
                j = pi[j - 1];
            }
            if (needle.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
    
                j++;
            }
            pi[i] = j;
        }
        for (int i = 0, j = 0; i < n; i++) {
    
            while (j > 0 && haystack.charAt(i) != needle.charAt(j)) {
    
                j = pi[j - 1];
            }
            if (haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
    
                j++;
            }
            if (j == m) {
    
                return i - m + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}