28. Implement strStr()(KMP算法)

问题描述

Implement strStr().

Return the index of the first occurrence of needle in haystack, or -1 if needle is not part of haystack.
题目链接：28. Implement strStr()

Example1:

Input: haystack = “hello”, needle = “ll”
Output: 2

Example2:

Input: haystack = “aaaaa”, needle = “bba”
Output: -1

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思路分析

实现string的strStr()方法，原型：char *strstr(const char *str1, const char *str2)
题目要求返回第二个字符串在第一个字符串中第一次出现的位置，如果第一个字符串不包含第二个字符串，则返回-1。首先要明确第二个字符串弱为空，那它在第一个位置就出现了，应返回0；然后就循环比较haystack中的每一个字符，从它开始的needle.length()个字符是否与needle相同；如果循环结束还没有相同的，就返回-1。

代码

class Solution {
public:
    int strStr(string haystack, string needle) {
        int count, index;
        if (needle.length() == 0)
            return 0;
        for (int i = 0; i < haystack.length(); i++){
            count = 0;
            for(int j = 0; j < needle.length(); j++){
                if (haystack[i+j] != needle[j])
                    break;
                else
                    count++;
            }
            if (count == needle.length()){
                index = i;
                return index;
            }

        }
            return -1;
    }
};

时间复杂度：O(mn) //m为haystack长度，n为needle长度。
//官方玩梗啊，find a needle in a haystack == 大海捞针

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反思

if判断之后的语句超过一行要加花括号啊，不是第一次吃这种亏了。还有读不懂题也是很伤，看清楚要返回什么。cplusplus还是一个神级网站的，要多逛逛。
然而这个算法，实在是太慢了，非常不简洁，范例代码：

class Solution {
public: 
    int strStr(string haystack, string needle) {
        int m = haystack.length(), n = needle.length();//只调用方法一次
        if (!n) return 0;
        for (int i = 0; i < m - n + 1; i++) {//最后的n-1个字符没有比较的必要
            int j = 0;//替代了count的作用，还加入了循环
            for (; j < n; j++)
                if (haystack[i + j] != needle[j])
                    break;
            if (j == n) return i;//如果循环能顺利完成则可以返回index了
        }
        return -1;
    }
};

还有更经典的KMP“看毛片”算法

class Solution {
public:
    int strStr(string haystack, string needle) {
        int m = haystack.length(), n = needle.length();
        if (!n) return 0;
        vector<int> lps = kmpProcess(needle);
        for (int i = 0, j = 0; i < m; ) {
            if (haystack[i] == needle[j]) { 
                i++;
                j++;
            }
            if (j == n) return i - j;
            if (i < m && haystack[i] != needle[j]) {
                if (j) j = lps[j - 1];
                else i++;
            }
        }
        return -1;
    }
private:
    vector<int> kmpProcess(string& needle) {
        int n = needle.length();
        vector<int> lps(n, 0);
        for (int i = 1, len = 0; i < n; ) {
            if (needle[i] == needle[len])
                lps[i++] = ++len;
            else if (len) len = lps[len - 1];
            else lps[i++] = 0;
        }
        return lps;
    }
};

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