[LeetCode] 28. 实现 strStr()
Description
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
提示：
- 1 <= haystack.length, needle.length <= 104
- haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/implement-strstr
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Analyse
暴力解法是两个for循环，若haystack长度为m，needle长度为n，则算法复杂度为O(m*n)
看到这个题很容易想到要用KMP，算法复杂度为O(m + n)，生成next数组O(n)，遍历haystack O(m)
计算next数组
next数组有不同的版本，这也是我学KMP遇到的问题之一，我选用的版本是PMT右移一个下标，然后next[0]设置为-1
计算next数组时只需要needle字符串
needle：abababca
| char | a | b | a | b | a | b | c | a |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| index | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| PMT | 0 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 | 1 |
| next | -1 | 0 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 |
部分匹配表(Partial Match Table)，填入 前缀和后缀（不包括整个字符串）相等的最大长度
aba，前缀{a, ab}，后缀{ba, a}，相等的前缀和后缀最大长度为1 (a)
abab，前缀{a, ab}，后缀{ab, b}，最大长度为2 (ab)
ababa，最长的相等前后缀为aba，长度为3
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
// kmp
// 计算next数组
int[] next = calcNext(needle);
// 开始KMP
int i = 0, j = 0;
while (i < haystack.length() && j < needle.length()) {
if (j == -1 || haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
i++;
j++;
} else {
j = next[j];
}
}
// j走到尽头标识匹配成功
if (j == needle.length()) {
return i - j;
}
return -1;
}
public int[] calcNext(String needle) {
int len = needle.length();
int[] next = new int[len + 1];
next[0] = -1;
int i = 0, j = -1;
// needle和needle匹配，生成next
while (i < len) {
if (j == -1 || needle.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
// 如果是因为 j == -1进来的，next[i] 会被赋值为0，表明最大相同前后缀长度为0
i++;
j++;
next[i] = j;
} else {
// mismatch时j向前找，一直mismatch的话j会变成-1（next[0]=-1）
// j = -1代表前缀和后缀没有相同的，最大长度为0
j = next[j];
}
}
return next;
}
}
