Python版[leetcode]10. 正则表达式匹配（难度困难）

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。

说明:

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 *。
示例 1:

输入:
s = "aa"
p = "a"
输出: false
解释: "a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。
示例 2:

输入:
s = "aa"
p = "a*"
输出: true
解释: 因为 '*' 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 'a'。因此，字符串 "aa" 可被视为 'a' 重复了一次。
示例 3:

输入:
s = "ab"
p = ".*"
输出: true
解释: ".*" 表示可匹配零个或多个（'*'）任意字符（'.'）。
示例 4:

输入:
s = "aab"
p = "c*a*b"
输出: true
解释: 因为 '*' 表示零个或多个，这里 'c' 为 0 个, 'a' 被重复一次。因此可以匹配字符串 "aab"。
示例 5:

输入:
s = "mississippi"
p = "mis*is*p*."
输出: false

这道题题意就很难理解，而且有些解释的不是很全，比如首位会不会是*，重复的前面是几位等

直接参考官方题解：

方法 1：回溯

如果模式串中有星号，它会出现在第二个位置，即 pattern[1] 。这种情况下，我们可以直接忽略模式串中这一部分，或者删除匹配串的第一个字符，前提是它能够匹配模式串当前位置字符，即 pattern[0] 。如果两种操作中有任何一种使得剩下的字符串能匹配，那么初始时，匹配串和模式串就可以被匹配。

class Solution(object):
    def isMatch(self, text, pattern):
        if not pattern:
            return not text

        first_match = bool(text) and pattern[0] in {text[0], '.'}

        if len(pattern) >= 2 and pattern[1] == '*':
            return (self.isMatch(text, pattern[2:]) or
                    first_match and self.isMatch(text[1:], pattern))
        else:
            return first_match and self.isMatch(text[1:], pattern[1:])

 

 

方法 2: 动态规划
想法

因为题目拥有 最优子结构 ，一个自然的想法是将中间结果保存起来。我们通过用 dp(i,j) 表示 text[i:] 和 pattern[j:] 是否能匹配。我们可以用更短的字符串匹配问题来表示原本的问题。

算法

我们用 [方法 1] 中同样的回溯方法，除此之外，因为函数 match(text[i:], pattern[j:]) 只会被调用一次，我们用 dp(i, j) 来应对剩余相同参数的函数调用，这帮助我们节省了字符串建立操作所需要的时间，也让我们可以将中间结果进行保存。

自顶向下的方法

class Solution(object):
    def isMatch(self, text, pattern):
        memo = {}
        def dp(i, j):
            if (i, j) not in memo:
                if j == len(pattern):
                    ans = i == len(text)
                else:
                    first_match = i < len(text) and pattern[j] in {text[i], '.'}
                    if j+1 < len(pattern) and pattern[j+1] == '*':
                        ans = dp(i, j+2) or first_match and dp(i+1, j)
                    else:
                        ans = first_match and dp(i+1, j+1)

                memo[i, j] = ans
            return memo[i, j]

        return dp(0, 0)

自底向上的方法

class Solution(object):
    def isMatch(self, text, pattern):
        dp = [[False] * (len(pattern) + 1) for _ in range(len(text) + 1)]

        dp[-1][-1] = True
        for i in range(len(text), -1, -1):
            for j in range(len(pattern) - 1, -1, -1):
                first_match = i < len(text) and pattern[j] in {text[i], '.'}
                if j+1 < len(pattern) and pattern[j+1] == '*':
                    dp[i][j] = dp[i][j+2] or first_match and dp[i+1][j]
                else:
                    dp[i][j] = first_match and dp[i+1][j+1]

        return dp[0][0]