28. 实现 strStr()(简单)

28. 实现 strStr()

题目链接：28. 实现 strStr()(简单)

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

题解

思路：本题是典型的 KMP 算法题，利用 KMP 算法解答可获得 O(M+N) (M为文本串的长度，N为模式串的长度) 的计算开销。如果使用暴力法，则计算开销为 O(M*N)。

注意：构造prefix数组其实就是计算模式串s，前缀表的过程。主要有如下三步：

1. 初始化

2. 处理前后缀不相同的情况

3. 处理前后缀相同的情况

代码（C++）

//KMP算法——构造前缀表（最长前缀长度减一）
void getPrefix(int *prefix, string needle) {
    int j = -1;
    prefix[0] = j;
    // i 是从1开始的
    for (int i = 1; i < needle.size(); i++) {
        //前后缀不一样
        while (j >= 0 && needle[i] != needle[j+1]) {
            j = prefix[j];
        }
        //前后缀一样
        if (needle[i] == needle[j+1]) {
            j++;
        }
        prefix[i] = j; //将（前缀长度）j 赋值给prefix[i]
    }
}
​
int strStr(string haystack, string needle) {
    if (needle.size() == 0) {
        return 0;
    }
    int prefix[needle.size()];
    getPrefix(prefix, needle);
    int j = -1;//用来遍历needle，j的初值为-1是因为prefix数组里面记录的起始位置是 -1
    int i = 0;//用来遍历haystack
    for (; i < haystack.size(); i++) {
        //不匹配，回退
        while (j >= 0 && haystack[i] != needle[j+1]) {
            j = prefix[j];
        }
        //匹配，i，j 同时向后移动
        if (haystack[i] == needle[j+1]) {
            j++;
        }
        //找到needle
        if (j == (needle.size() - 1)) {
            return (i - needle.size() + 1);
        }
    }
    return -1;
}

分析

• 时间复杂度：O(M+N)

• 空间复杂度：O(N)

参考链接

代码随想录