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实现strStr()

发表于 更新于 分类于

28.实现strStr() [简单]

题目说明

Leetcode题目链接

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：

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

示例 2：

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2
输入：haystack = "aaaaa", needle = "bba"
输出：-1

示例 3：

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2
输入：haystack = "", needle = ""
输出：0

提示：

  • 0 <= haystack.length, needle.length <= 5 * 10000
  • haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

解题思路

KMP算法

九章说不考，暂缓

暴力枚举

遍历 haystack 的每个字符，以其为起点，后面的needle.size() 个字符和 needle 逐一比较。

  • 时间复杂度：O(n*m)
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class Solution {
public:
    int strStr(string haystack, string needle) {
        if (needle.empty())
        {
            return 0;
        }

        int needle_size = needle.size();
        for (int i = 0; i < haystack.size(); i++)
        {
            if (haystack.size() - i < needle_size)
            {
                break;
            }

            bool equal = true;

            for (int j = 0; j < needle.size(); j++)
            {
                if (haystack[i + j] != needle[j])
                {
                    equal = false;
                    break;
                }
            }

            if (equal)
            {
                return i;
            }
        }

        return -1;
    }
};

Rabin-Karp算法

在枚举中，每次都需要比较needle的每一个字符，那么如果可以把字符串比较转化为数值比较，就可以加速整个比较过程 —— 使用 Hashcode 。

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hashcode("abcd") = a * 31^3 + b * 31^2 + c * 31^1 + d

// abcd - > bcde
hashcode("abcde") = hashcode("abcd") * 31 + e
hashcode("bcde") = hashcode("abcde") - a * 31^4

另外需要一个足够大的 BASE 用于取余。

  • 时间复杂度：O(n+m)
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class Solution {
private:
    const int BASE = 100007;
    const int TIMES = 31;

public:
    int strStr(string haystack, string needle) {
        if (needle.empty())
        {
            return 0;
        }

        const int needle_size = needle.size();
        if (haystack.size() < needle_size)
        {
            return -1;
        }
        
        int power = 1;
        for (int i = 0; i < needle_size; i++)
        {
            power = power * TIMES % BASE;
        }

        int needle_code = 0;
        for (int i = 0; i < needle_size; i++)
        {
            needle_code = (needle_code * TIMES + needle[i]) % BASE;
        }

        int code = 0;
        for (int i = 0; i < haystack.size(); i++)
        {

            // add new
            code = (code * TIMES + haystack[i]) % BASE;
            if (i < needle_size - 1)
            {
                continue;
            }

            // delete first
            if (i >= needle_size)
            {
                code -= haystack[i - needle_size] * power % BASE;
                if (code < 0)
                    code += BASE;
            }

          	// 其实需要再验证一下
            if (code == needle_code)
            {
                return (i - needle_size + 1);
            }
        }

        return -1;
    }
};