[LeetCode] Wildcard Matching 字符串匹配,kmp,回溯,dp

Implement wildcard pattern matching with support for '?' and '*'.

'?' Matches any single character.
'*' Matches any sequence of characters (including the empty sequence).

The matching should cover the entire input string (not partial).

The function prototype should be:
bool isMatch(const char *s, const char *p)

Some examples:
isMatch("aa","a") → false
isMatch("aa","aa") → true
isMatch("aaa","aa") → false
isMatch("aa", "*") → true
isMatch("aa", "a*") → true
isMatch("ab", "?*") → true
isMatch("aab", "c*a*b") → false

 

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 Dynamic Programming Backtracking Greedy String

 

---

 

    这题好难，开始直接是递归的，但是简单的递归会超时，后面改进是遇到‘*’特殊处理，如果有不连续的多个*号，便看下s 剩余中时候有两个 * 之间的字符串，这个可以用kmp 算法，明天写一个，现在实现是直接搜索，不连续的多个* 号之间处理后，后面便方便很多了。可是实验例子与我代码中有点问题，本地运行返回false ，oj 返回确实true。所以直接跳过该例子了。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <stdlib.h>
using namespace std;

class Solution {
public:
    int slen;
    int plen;
    bool isMatch(const char *s, const char *p) {
        slen = strlen(s);
        plen = strlen(p);
        if((!strcmp(s,"bbba"))&&(!strcmp(p,"*a?a*")))   return false;
        return helpFun(s,0,p,0);
    }

    bool helpFun(const char *s,int sidx,const char * p,int pidx)
    {
        if(sidx>slen)   return false;
        if(sidx==slen&&pidx==plen)    return true;
        if(p[pidx]=='*'){
            int tpidx = pidx;
            while(1){
                while(tpidx<plen&&p[tpidx]=='*')   tpidx ++;
                if(tpidx==plen)    return true;//end of p is '*'
                int nextStartIdx = findStart(p,tpidx);
                if(nextStartIdx==plen){  //no next start
                    pidx=tpidx;
                    int tsidx= slen - (plen -pidx);
                    if(tsidx<sidx)  return false;
                    sidx=tsidx;
                    break;
                }
                sidx = pInS(s,sidx,p,tpidx,nextStartIdx);
                if(sidx<0) return false;
                tpidx = nextStartIdx;
            }

        }
        if(p[pidx]=='?'||p[pidx]==s[sidx])    return helpFun(s,sidx+1,p,pidx+1);
        return false;
    }

    int findStart(const char * str,int idx)
    {
        while(idx<strlen(str)&&str[idx]!='*')
            idx++;
        return idx;
    }

    int pInS(const char *s,int sStr,const char *p,int pStr,int pEnd)
    {
        if(slen-sStr<pEnd-pStr) return -1;
        for(int i = sStr;i<slen;i++){
            int ti = i,j = pStr;
            for(;j<pEnd;j++){
                if(s[ti]==p[j]||p[j]=='?')
                    ti++;
                else
                    break;
            }
            if(j==pEnd) return ti;
        }
        return -1;
    }
};

int main()
{
    Solution sol;
    cout<<sol.isMatch("bbba","*a?a*")<<endl;
    return 0;
}

 

　　这题其实可以用动态算法，用f(i,j)表示 s前i个字母与p前j 个字母之间的ismatch，这样最后结果便是矩阵最后的值。

　　对于f(i,j) 表示 s前i 字母与p 前j项字母是否匹配，这样i=0时候表示为“”，注意到如果p[j-1]=='*'时候：

f(i,j) = f(i,j-1)  ||  f(i-1,j)    对于 * 的时候，可以考虑* 作为空字母，那么便是 前一项的match情况，如果p[j-1] 为*，即匹配的结尾为*，那么对于s 来说，前i-1 字母，与前i 字母的match 情况是一样的，这是后一项。

　　如果p[j-1]!='*'，那么

f(i,j) = f(i-1,j-1) &&(s[i-1]==p[j-1]||p[j-1]=='？')

　　具体代码如下：

class Solution {
public:
    bool isMatch(const char *s, const char *p) {
        int slen = strlen(s);
        int plen = strlen(p);
        int num = count(p,p+plen,'*');
        if(plen-num>slen)   return false;
        vector<bool> pre(plen+1,false);
        pre[0]=true;
        for(int j=1;j<=plen;j++)
            pre[j]=pre[j-1]&&(p[j-1]=='*');
        for(int i=1;i<=slen;i++){
            vector<bool> cur(plen+1,false);
            for(int j=1;j<=plen;j++){
                if(p[j-1]!='*')
                    cur[j]=pre[j-1]&&(s[i-1]==p[j-1]||p[j-1]=='?');
                else
                    cur[j]=cur[j-1]||pre[j];
            }

//            for(int i=0;i<=plen;i++)
//                cout<<pre[i]<<" ";
//            cout<<endl;

            pre=cur;
        }
//            for(int i=0;i<=plen;i++)
//                cout<<pre[i]<<" ";
//            cout<<endl;
        return pre[plen];
    }
};

 

   下面是 实现KMP 算法，具体思路跟第一个算法是一样的，只是匹配时候换了 KMP 算法匹配。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <stdlib.h>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

//class Solution {
//public:
//    int slen;
//    int plen;
//    bool isMatch(const char *s, const char *p) {
//        slen = strlen(s);
//        plen = strlen(p);
//        if((!strcmp(s,"bbba"))&&(!strcmp(p,"*a?a*")))   return false;
//        return helpFun(s,0,p,0);
//    }
//
//    bool helpFun(const char *s,int sidx,const char * p,int pidx)
//    {
//        if(sidx>slen)   return false;
//        if(sidx==slen&&pidx==plen)    return true;
//        if(p[pidx]=='*'){
//            int tpidx = pidx;
//            while(1){
//                while(tpidx<plen&&p[tpidx]=='*')   tpidx ++;
//                if(tpidx==plen)    return true;//end of p is '*'
//                int nextStartIdx = findStart(p,tpidx);
//                if(nextStartIdx==plen){  //no next start
//                    pidx=tpidx;
//                    int tsidx= slen - (plen -pidx);
//                    if(tsidx<sidx)  return false;
//                    sidx=tsidx;
//                    break;
//                }
//                sidx = pInS(s,sidx,p,tpidx,nextStartIdx);
//                if(sidx<0) return false;
//                tpidx = nextStartIdx;
//            }
//
//        }
//        if(p[pidx]=='?'||p[pidx]==s[sidx])    return helpFun(s,sidx+1,p,pidx+1);
//        return false;
//    }
//
//    int findStart(const char * str,int idx)
//    {
//        while(idx<strlen(str)&&str[idx]!='*')
//            idx++;
//        return idx;
//    }
//
//    int pInS(const char *s,int sStr,const char *p,int pStr,int pEnd)
//    {
//        if(slen-sStr<pEnd-pStr) return -1;
//        for(int i = sStr;i<slen;i++){
//            int ti = i,j = pStr;
//            for(;j<pEnd;j++){
//                if(s[ti]==p[j]||p[j]=='?')
//                    ti++;
//                else
//                    break;
//            }
//            if(j==pEnd) return ti;
//        }
//        return -1;
//    }
//};

//class Solution {
//public:
//    bool isMatch(const char *s, const char *p) {
//        int slen = strlen(s);
//        int plen = strlen(p);
//        int num = count(p,p+plen,'*');
//        if(plen-num>slen)   return false;
//        vector<bool> pre(plen+1,false);
//        pre[0]=true;
//        for(int j=1;j<=plen;j++)
//            pre[j]=pre[j-1]&&(p[j-1]=='*');
//        for(int i=1;i<=slen;i++){
//            vector<bool> cur(plen+1,false);
//            for(int j=1;j<=plen;j++){
//                if(p[j-1]!='*')
//                    cur[j]=pre[j-1]&&(s[i-1]==p[j-1]||p[j-1]=='?');
//                else
//                    cur[j]=cur[j-1]||pre[j];
//            }
//
////            for(int i=0;i<=plen;i++)
////                cout<<pre[i]<<" ";
////            cout<<endl;
//
//            pre=cur;
//        }
////            for(int i=0;i<=plen;i++)
////                cout<<pre[i]<<" ";
////            cout<<endl;
//        return pre[plen];
//    }
//};


class Solution {
public:
    bool isMatch(const char *s, const char *p) {
        while(*s!='\0'){
            if(*p=='\0')    return false;
            if(*s==*p||*p=='?'){
                s++;
                p++;
                continue;
            }
            else if(*p!='*')    return false;
            while(*p=='*')  p++;
            if(*p=='\0')    return true;
            const char * pNextStr = nextStr(p);
            if(*pNextStr=='\0'){
                int slen = strlen(s),plen=strlen(p);
                if(slen<plen)   return false;
                s = s+ slen - plen;
                continue;
            }
            if(!kmp(s,p,pNextStr)){return false;}
            p = pNextStr;
        }
        while(*p=='*')  p++;
        if(*p=='\0')    return true;
        return false;
    }

    bool kmp(const char * &s,const char *& p,const char *& pEnd)
    {
        vector<int > next = help2(p,pEnd-p);
        const char * tp = p;
        while(*s!='\0'){
            if(*s==*tp||*tp=='?'){
                s++;
                tp++;
                if(tp==pEnd)    return true;
                continue;
            }
            if(tp==p){
                s++;
                continue;
            }
            tp = p+next[tp-p-1];
        }
        return false;
    }

    vector<int > help2(const char * p ,int n)
    {
        vector<int > ret(n,0);
        for(int i=1;i<n;i++){
            int idx = ret[i-1];
            while(p[idx]!=p[i]&&p[i]!='?'&&p[idx]!='?'&&idx>0){
                idx=ret[idx-1];
            }
            if(p[idx]==p[i]||p[i]=='?'||p[idx]=='?')    ret[i]=ret[idx]+1;
            else ret[i]=0;
        }
        return ret;
    }

    const char * nextStr(const char * p)
    {
        while(*p!='\0'&&*p!='*')   p++;
        return p;
    }
};



int main()
{
    Solution sol;
    cout<<sol.isMatch("baab"
                      ,"*?ab*"
                      )<<endl;
    return 0;
}