力扣做题10-正则表达式匹配

给你一个字符串 s 和一个字符规律 p,请你来实现一个支持 ‘.’ 和 ‘*’ 的正则表达式匹配。

‘.’ 匹配任意单个字符
‘*’ 匹配零个或多个前面的那一个元素
所谓匹配,是要涵盖 整个 字符串 s的,而不是部分字符串。

示例 1:

输入:s = “aa” p = “a”
输出:false
解释:“a” 无法匹配 “aa” 整个字符串。

示例 2:

输入:s = “aa” p = “a*”
输出:true
解释:因为 ‘*’ 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 ‘a’。因此,字符串 “aa” 可被视为 ‘a’ 重复了一次。

示例 3:

输入:s = “ab” p = “."
输出:true
解释:".
” 表示可匹配零个或多个(’*’)任意字符(’.’)。

示例 4:

输入:s = “aab” p = “cab”
输出:true
解释:因为 ‘*’ 表示零个或多个,这里 ‘c’ 为 0 个, ‘a’ 被重复一次。因此可以匹配字符串 “aab”。

示例 5:

输入:s = “mississippi” p = “misisp*.”
输出:false

提示:

0 <= s.length <= 20
0 <= p.length <= 30
s 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母。
p 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母,以及字符 . 和 *。
保证每次出现字符 * 时,前面都匹配到有效的字符

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/regular-expression-matching

解题思路
dp[i][j] 表示p的前i个字符是否能匹配s的前j个字符
初始化 dp[0][0] = True dp[0][j]=False dp[2k][0]=True if p[2k] ==’’ and dp[2(k-1)][0] else False
迭代:
为方便理解, 下面的表述中, p[i]的意思都表达是p的第i个字符, 写程序的时候把字符串的下标都-1.
1.if p[i]!=
and p[i]!=’.’: dp[i][j]=ture 等价于 p[i]==p[j] and dp[i-1][j-1] = true

2.if p[i]==’.’: dp[i][j]=ture 等价于 dp[i-1][j-1] = true

3.if p[i]==’*’: dp[i][j]=ture 有两可能
‘p[i-1] *’ = ‘’ 时匹配, 此时 dp[i][j]=ture 等价于 dp[i-2][j]=true
‘p[i-1] *’ = 'p[i-1]…p[i-1]'时匹配, 此时 dp[i][j] = dp[i][j-1] 且 s[j]和p[i-1]匹配

迭代过程中前两个情况可以合并 单独写一个判断是否匹配的小函数
一个小细节:因为需要 * 不出现在p的第一个位置 p[i-1]==’*'时i>=2

代码

def isMatch(s: str, p: str) -> bool:
    m, n = len(p), len(s)
    dp = [[False]*(n+1) for _ in range(m+1)]
    dp[0][0] = True
    # 只有形如 'a*b*c*'这种可以匹配'空字符' 只有dp[2k][0]可能为true
    for i in range(2,m+1,2):
        dp[i][0]=dp[i-2][0] and p[i-1]=='*'
    # 开始迭代
    for i in range(1, m+1):
        for j in range(1, n+1):
            if p[i-1]!='*':
                dp[i][j] = dp[i-1][j-1] and equal(p[i-1],s[j-1])
            else:
                dp[i][j] = dp[i-2][j] or (dp[i][j-1] and equal(p[i-2],s[j-1]))              
    return dp[-1][-1]
def equal(c_p, c_s):
        if c_p=='.' or c_p == c_s:
            return True
        return False
### LeetCode10 题:正则表达式匹配 此题目要求给定输入字符串 `s` 和模式 `p` 实现支持 `'.'` 和 `'*'` 的正则表达式匹配[^4]。字符 `'.'` 可以匹配任意单个字符,而字符 `'*'` 则可以匹配零个或多个前面的元素。 #### 动态规划解法概述 为了高效解决这个问题,采用动态规划方法是一个常见策略。创建二维布尔数组 `dp[i][j]` 表示子串 `s[0...i)` 是否能被模式 `p[0...j)` 所匹配。初始化条件如下: - 当两个序列都为空时,显然它们是可以互相匹配的; - 如果仅模式为空,则无法匹配任何非空字符串;反之亦然。 对于每一个位置 `(i,j)` 来说,状态转移方程取决于当前处理的是普通字符还是特殊符号: - 若当前位置不是星号 (`*`) ,那么只要前一位相同或者为点(`.`),就可以继承上一格的状态。 ```cpp if (p[j - 1] == s[i - 1] || p[j - 1] == '.') { dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]; } ``` - 对于星号情况更为复杂一些,因为其可能代表重复零次到多次之前的字符。因此有两种可能性: - 星号表示忽略掉它以及之前的一个字符(即不使用这个通配符),此时只需看去掉这两个字符后的模式能否继续匹配原字符串即可; - 或者利用该通配符来扩展已有的部分匹配关系,在这种情况下需要确认最后一个实际参与比较的有效字符确实相等或者是`.`通用字符,并且查看去除当前待检验字符之后的部分是否已经能够成功匹配。 ```cpp else if(p[j-1]=='*'){ dp[i][j]=dp[i][j-2]; // 不考虑 * 前面的那个字符 if(s[i-1]==p[j-2]||p[j-2]=='.')// 考虑 * 前面那个字符的情况 dp[i][j]|=dp[i-1][j];// 使用 * } ``` 最终返回整个表格右下角的结果作为答案。 下面是完整的 C++ 解决方案代码实现: ```cpp class Solution { public: bool isMatch(string s, string p) { int m=s.size(), n=p.size(); vector<vector<bool>> dp(m+1,vector<bool>(n+1,false)); dp[0][0]=true; for(int j=2;j<=n;++j){ dp[0][j]=(p[j-1]=='*' && dp[0][j-2]); } for(int i=1;i<=m;++i){ for(int j=1;j<=n;++j){ if(j>1&&p[j-1]=='*'){ dp[i][j]=dp[i][j-2]||(dp[i-1][j]&&(s[i-1]==p[j-2]||p[j-2]=='.')); } else{ dp[i][j]=dp[i-1][j-1]&&(s[i-1]==p[j-1]||p[j-1]=='.'); } } } return dp[m][n]; } }; ```
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