[LeetCode] 28.实现strStr()——找出模式串在主串中的起始位置

题目描述：实现 strStr() 函数。

给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回 -1。

示例 1:

输入: haystack = “hello”, needle = “ll”
输出: 2
示例 2:

输入: haystack = “aaaaa”, needle = “bba”
输出: -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。

解题思路

思路 1：调用Java库函数

class Solution {
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        return haystack.indexOf(needle);
    }
}

思路 2：暴力法，时间复杂度：O((m-n)n)，m 是主字符串，n 是模式字符串。

public int strStr(String haystack, String needle) {

        if (needle.equals(""))
            return 0;
        int j = 0;
        int length = needle.length();
        for (int i = 0; i < haystack.length() - length + 1; i++) {
            j = 0;
            while (haystack.charAt(i + j) == needle.charAt(j)) {
                j++;
                if (j == length) {
                    return i;
                }
            }

        }
        return -1;
    }

直接用substring()快了很多

class Solution {
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        int len1 = haystack.length();
        int len2 = needle.length();
        if(len1 < len2) {
            return -1;
        } else if(0 == len2) {
            return 0;
        }
        //len1 > len2
        for(int i = 0; i < len1-len2+1; i++) {
            if(haystack.substring(i,i+len2).equals(needle)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

思路 3： KMP 算法实现字符串匹配

kmp算法，让前面匹配的结果指导后面开始的匹配
参考答案

public int strStr(String haystack, String needle) {
    int strLen = haystack.length(), subLen = needle.length();
    if (subLen == 0) return 0;
    if (strLen == 0) return -1;
    // 构建状态机
    int[][] FSM = new int[subLen][256];
    int X = 0, match = 0;
    for (int i = 0; i < subLen; i++) {
        match = (int) needle.charAt(i);
        for (int j = 0; j < 256; j++) {
            // 当前状态 + 匹配失败字符 = 孪生词缀状态 + 匹配字符
            FSM[i][j] = FSM[X][j]; 
        }
        FSM[i][match] = i + 1;
        if (i > 0) {
            // 下一孪生前缀状态 = X + match
            X = FSM[X][match];
        }
    }
    // 匹配子串
    int state = 0;
    for (int i = 0; i < strLen; i++) {
        state = FSM[state][haystack.charAt(i)];
        if (state == subLen) {
            return i - subLen + 1;
        }
    }
    return -1;
}