LeetCode-Day38 (C#) 28. 实现 strStr()

实现 strStr() 函数。

给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串,在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在,则返回 -1

示例 1:

输入: haystack = "hello", needle = "ll"
输出: 2

示例 2:

输入: haystack = "aaaaa", needle = "bba"
输出: -1

说明:

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。

方法二:双指针 - 线性时间复杂度
上一个方法的缺陷是会将 haystack 所有长度为 L 的子串都与 needle 字符串比较,实际上是不需要这么做的。

首先,只有子串的第一个字符跟 needle 字符串第一个字符相同的时候才需要比较。

image.png

其次,可以一个字符一个字符比较,一旦不匹配了就立刻终止。

image.png

如下图所示,比较到最后一位时发现不匹配,这时候开始回溯。需要注意的是,pn 指针是移动到 pn = pn - curr_len + 1 的位置,而 不是 pn = pn - curr_len 的位置。

image.png

这时候再比较一次,就找到了完整匹配的子串,直接返回子串的开始位置 pn - L。

image.png

算法

移动 pn 指针,直到 pn 所指向位置的字符与 needle 字符串第一个字符相等。

通过 pn,pL,curr_len 计算匹配长度。

如果完全匹配(即 curr_len == L),返回匹配子串的起始坐标(即 pn - L)。

如果不完全匹配,回溯。使 pn = pn - curr_len + 1, pL = 0, curr_len = 0。

复杂度分析

时间复杂度:最坏时间复杂度为 O((N - L)L),最优时间复杂度为 O(N)。

空间复杂度:O(1)。

public class Solution {
    public int StrStr(string haystack, string needle) {
        int l = needle.Length , n = haystack.Length;
        if(l == 0) return 0;

        int pn = 0;
        while(pn < n - l + 1){
            while(pn < n - l + 1 && needle[0] != haystack[pn]) pn++;

            int cur = 0, pl = 0;
            while(pl < l && pn < n && needle[pl] == haystack[pn]){
                pn++;
                pl++;
                cur++;
            }

            if(cur == l) return pn - l;
            pn =  pn - cur + 1; 
        }
        return -1;
    }
}
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