正则表达式匹配(动态规划实现)

本文介绍了一种使用动态规划解决正则表达式匹配问题的方法,包括题目描述、注意事项和具体实现。动态规划方程dp[i][j]表示s的前i个字符与p的前j个字符是否匹配。初始化包括s和p都为空的情况,以及s为空而p不为空的情况。状态转移涉及到匹配'.'、'('和'*'三种情况,详细阐述了每种情况下如何更新dp矩阵。

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题目

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

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

注意点

1、定义动态规划方程:dp[i][j] ——表示 s 的前 i 个字符和 p 的前 j 个是否匹配;
2、初始化动态方程:

  • 初始化 dp[0][0] = true;(s 和 p 都为空的情况)
    • 初始化第一列(dp[0][0]除外),都为false;(因为s !=null并且p == null,所以一定不匹配都为false(默认都为false))
  • 初始化第一行(dp[0][0]除外),奇数位为false,偶数位当 p 对应的字符为“*”时为dp[0][i] = dp[0][i - 2]。(因为s = null,所以只有当p为".*"“符号*” (*可以匹配0个)的情况才可能匹配)

3、状态转移
进行当前字符匹配时,可能会出现如下情况:

  • 当前匹配的正则字符为 “符号”
    1.当匹配符号等于匹配的正则字符时,则dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
    2.当匹配符号不等于匹配的正则字符时,则dp[i][j] = false。(默认,无需操作)
  • 当前匹配的正则字符为 “.”
    1.匹配任意字符,则dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]。
  • 当前匹配的正则字符为 “*” 时(可匹配0、1或多个字符)
    1.匹配多个字符时,即忽略s中相等的字符(匹配多个字符最后会回到判断匹配0个字符),则dp[i][j] = dp[i - 1][j]((因为匹配多个字符时,dp[i - 1][j]一定为true);例如:s = “abb”,p=“ab*”时dp[3][3](匹配两个字符) = dp[2][3](匹配一个字符) = dp[1][3] (匹配0个字符) = dp[1][1](最终结果)
    2.匹配1个字符时,即忽略s中相等的字符(匹配一个字符最后也会回到匹配0个字符),则dp[i][j - 2](因为匹配一个字符时,dp[i - 1][j]一定为false,所以直接判断按匹配0字符串的情况获取);例如:s = “ab”,p=“ab*”,dp[2][3](匹配一个字符) = dp[1][3](匹配0个字符) = dp[1][1])(最终结果)
    3.匹配0个字符时,即忽略p中这两个字符,则dp[i][j] = dp[i][j - 2];(例如:s = “ab”,p=“aba*”,则dp[2][4] = dp[2][2] = true)

实现

class Solution {
   
    public boolean isMatch(String s, Strin
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