小Y学算法每日LeetCode打卡——15.实现 strStr()

Posted 2021-12-23 呆呆敲代码的小Y

• • • • 📢前言
  • 🌲原题样例
  • • 🌻C#方法一：暴力法
    • 🌻C#方法二：傻瓜解法
    • 🌻Java 方法一：暴力法
    • 🌻Java 方法二： KMP 解法
  • 💬总结

---

📢前言

🚀 算法题 🚀

• 🌲 每天打卡一道算法题，既是一个学习过程，又是一个分享的过程😜
• 🌲 提示：本专栏解题 编程语言一律使用 C# 和 Java 两种进行解题
• 🌲 要保持一个每天都在学习的状态，让我们一起努力成为算法大神吧🧐！
• 🌲 今天是力扣算法题持续打卡第15天🎈！

🚀 算法题 🚀

---

🌲原题样例

实现 strStr()函数。

给你两个字符串 haystack和 needle，请你在 haystack 字符串中找出 needle字符串出现的第一个位置（下标从 0 开始）。

如果不存在，则返回 -1。

说明:

当 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。

示例 1：

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

示例 2：

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

示例 3：

输入：haystack = "", needle = ""
输出：0

提示：

• 0 <= haystack.length, needle.length <= 5 * 104
• haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

---

🌻C#方法一：暴力法

思路解析

我看到题目的第一想法是使用IndexOf直接就可以返回第一个下标了

但是这样毫无算法可言哈哈，后面也把代码贴上~

暴力法，使用双层for循环，让字符串needle 与字符串 haystack的所有长度为 m 的子串均匹配一次。

为了减少不必要的匹配，我们每次匹配失败即立刻停止当前子串的匹配，对下一个子串继续匹配。

如果当前子串匹配成功，我们返回当前子串的开始位置即可。如果所有子串都匹配失败，则返回 −1。

代码：

    public int strStr(string haystack, string needle)
    
        int n = haystack.Length, m = needle.Length;
        for (int i = 0; i + m <= n; i++)
        
            bool flag = true;
            for (int j = 0; j < m; j++)
            
                if (haystack.Substring(i + j,1) != needle.Substring(j,1))
                
                    flag = false;
                    break;
                
            
            if (flag)
            
                return i;
            
        
        return -1;
    

执行结果

通过
执行用时：1373 ms，在所有 C# 提交中击败了13.13%的用户
内存消耗：38.2 MB，在所有 C# 提交中击败了61.91%的用户

复杂度分析

时间复杂度：O(n * m)
空间复杂度：O(1)

🌻C#方法二：傻瓜解法

此方法使用C#的IndexOf方法直接拿到符合条件的索引，体现不出算法的精髓。。

代码：

public class Solution 
    public int StrStr(string haystack, string needle)
    
        if (needle == "")
            return 0;
        int test = haystack.IndexOf(needle);
        return test;
    

执行结果

通过
执行用时：920 ms，在所有 C# 提交中击败了30.06%的用户
内存消耗：24.3 MB，在所有 C# 提交中击败了13.88%的用户

---

🌻Java 方法一：暴力法

此方法跟C#第一种解题思路一致

代码：

class Solution 
    public int strStr(String haystack, String needle) 
        int n = haystack.length(), m = needle.length();
        for (int i = 0; i + m <= n; i++) 
            boolean flag = true;
            for (int j = 0; j < m; j++) 
                if (haystack.charAt(i + j) != needle.charAt(j)) 
                    flag = false;
                    break;
                
            
            if (flag) 
                return i;
            
        
        return -1;
    

执行结果

通过
执行用时：1373 ms，在所有 Java  提交中击败了13.03%的用户
内存消耗：38.2 MB，在所有 Java 提交中击败了61.91%的用户

复杂度分析

时间复杂度：O(n*m)
空间复杂度：O((1)

🌻Java 方法二： KMP 解法

思路解析

只能说我还不懂。。从力扣大佬参考过来的！

代码：

class Solution 
    // KMP 算法
    // ss: 原串(string)  pp: 匹配串(pattern)
    public int strStr(String ss, String pp) 
        if (pp.isEmpty()) return 0;
        
        // 分别读取原串和匹配串的长度
        int n = ss.length(), m = pp.length();
        // 原串和匹配串前面都加空格，使其下标从 1 开始
        ss = " " + ss;
        pp = " " + pp;

        char[] s = ss.toCharArray();
        char[] p = pp.toCharArray();

        // 构建 next 数组，数组长度为匹配串的长度（next 数组是和匹配串相关的）
        int[] next = new int[m + 1];
        // 构造过程 i = 2，j = 0 开始，i 小于等于匹配串长度 【构造 i 从 2 开始】
        for (int i = 2, j = 0; i <= m; i++) 
            // 匹配不成功的话，j = next(j)
            while (j > 0 && p[i] != p[j + 1]) j = next[j];
            // 匹配成功的话，先让 j++
            if (p[i] == p[j + 1]) j++;
            // 更新 next[i]，结束本次循环，i++
            next[i] = j;
        

        // 匹配过程，i = 1，j = 0 开始，i 小于等于原串长度 【匹配 i 从 1 开始】
        for (int i = 1, j = 0; i <= n; i++) 
            // 匹配不成功 j = next(j)
            while (j > 0 && s[i] != p[j + 1]) j = next[j];
            // 匹配成功的话，先让 j++，结束本次循环后 i++
            if (s[i] == p[j + 1]) j++;
            // 整一段匹配成功，直接返回下标
            if (j == m) return i - m;
        

        return -1;
    

链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-strstr/solution/shua-chuan-lc-shuang-bai-po-su-jie-fa-km-tb86/

执行结果

通过
执行用时：3 ms，在所有 Java  提交中击败了72.84%的用户
内存消耗：38.5 MB，在所有 Java 提交中击败了29.32%的用户

复杂度分析

时间复杂度：O(m+n)
空间复杂度：O((m)

---

💬总结

• 今天是力扣算法题打卡的第十五天！
• 文章采用 C#和 Java 两种编程语言进行解题
• 一些方法也是参考力扣大神写的，也是边学习边分享，再次感谢算法大佬们
• 那今天的算法题分享到此结束啦，明天再见！