正则表达式匹配

题目

请实现一个函数用来匹配包含’. ‘和’‘的正则表达式。模式中的字符’.‘表示任意一个字符，而’'表示它前面的字符可以出现任意次（含0次）。在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如，字符串"aaa"与模式"a.a"和"abaca"匹配，但与"aa.a"和"ab*a"均不匹配。

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
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 ，无连续的 '’。

动态规划解析：

状态定义： 设动态规划矩阵 dp ， dp[i][j] 代表字符串 s 的前 i 个字符和 p 的前 j 个字符能否匹配。

转移方程： 需要注意，由于 dp[0][0] 代表的是空字符的状态， 因此 dp[i][j] 对应的添加字符是 s[i - 1] 和 p[j - 1] 。

当 p[j - 1] = ‘*’ 时， dp[i][j] 在当以下任一情况为 truetrue 时等于 truetrue ：

dp[i][j - 2]： 即将字符组合 p[j - 2] * 看作出现 0 次时，能否匹配；
dp[i - 1][j] 且 s[i - 1] = p[j - 2]: 即让字符 p[j - 2] 多出现 1 次时，能否匹配；
dp[i - 1][j] 且 p[j - 2] = ‘.’: 即让字符 ‘.’ 多出现 1 次时，能否匹配；
当 p[j - 1] != ‘*’ 时， dp[i][j] 在当以下任一情况为 truetrue 时等于 truetrue ：

dp[i - 1][j - 1] 且 s[i - 1] = p[j - 1]： 即让字符 p[j - 1] 多出现一次时，能否匹配；
dp[i - 1][j - 1] 且 p[j - 1] = ‘.’： 即将字符 . 看作字符 s[i - 1] 时，能否匹配；
初始化： 需要先初始化 dp 矩阵首行，以避免状态转移时索引越界。

dp[0][0] = true： 代表两个空字符串能够匹配。
dp[0][j] = dp[0][j - 2] 且 p[j - 1] = ‘*’： 首行 s 为空字符串，因此当 p 的偶数位为 * 时才能够匹配（即让 p 的奇数位出现 0 次，保持 p 是空字符串）。因此，循环遍历字符串 p ，步长为 2（即只看偶数位）。
返回值： dp 矩阵右下角字符，代表字符串 s 和 p 能否匹配。

class Solution {
public:
    bool isMatch(string s, string p) {
        int m = s.size() + 1, n = p.size() + 1;
        vector<vector<bool>> dp(m, vector<bool>(n, false));//m行n列
        dp[0][0] = true;
        // 初始化首行
        for(int j = 2; j < n; j += 2)
            dp[0][j] = dp[0][j - 2] && p[j - 1] == '*';//eg: s=' ' p='a*b*'
        // 状态转移
        for(int i = 1; i < m; i++) {
            for(int j = 1; j < n; j++) {
                if(p[j - 1] == '*') {
                    if(dp[i][j - 2]) dp[i][j] = true;                              // 1.
                    else if(dp[i - 1][j] && s[i - 1] == p[j - 2]) dp[i][j] = true; // 2.
                    else if(dp[i - 1][j] && p[j - 2] == '.') dp[i][j] = true;      // 3.
                } else {
                    if(dp[i - 1][j - 1] && s[i - 1] == p[j - 1]) dp[i][j] = true;  // 1.
                    else if(dp[i - 1][j - 1] && p[j - 1] == '.') dp[i][j] = true;  // 2.
                }
            }
        }
        return dp[m - 1][n - 1];
    }
};