字符串——正则表达式匹配

【题目描述】

请实现一个函数用来匹配包括”.”和”*”的正则表达式。
模式中的字符”.”表示任意一个字符，而”*”表示它前面的字符可以出现任意次（包含0次）。
在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。
例如，字符串”aaa”与模式”a.a”和”ab*b*ac*a”匹配，但是与”aa.a”和”ab*a”均不匹配

问题1：此处的”.”是如何进行匹配的，是否包含需要进行转义的特殊字符？

【解题思路】

当模式中的下一个字符不是”*”时：

如果字符串当前字符和模式中的当前字符相匹配，那么字符串指针和模式指针都后移一个字符，然后匹配剩余的。

如果字符串当前字符和模式中当前字符不匹配，直接返回false。

当模式中的下一个是”*”时：

如果字符串当前字符跟模式当前字符不匹配，则模式指针后移2个字符，继续匹配。

如果字符串当前字符跟模式当前字符匹配，可以有3种匹配方式：

1、模式指针后移2字符，相当于x*被忽略；
2、字符串指针后移1字符，模式指针后移2字符；
3、字符串指针后移1字符，模式不变，即继续匹配字符下一位，因为*可以匹配多位；

这里需要注意的是：Java里，要时刻检验数组是否越界。

【源码展示】

测试样例：s1 = “aaa”, s2 = “ab*b*ac*a”

public class Solution {

    public static void main(String[] args) {

//1. 如何将一个字符串转换为字符数组？
        String s1 = "aaa";
        char[] sourceStr = s1.toCharArray();

        String s2 = "aa.a";
        char[] patternStr = s2.toCharArray();

        Boolean result = new Solution().match(sourceStr, patternStr);
        System.out.println("字符串[" + s1 + ", " + s2 +"]匹配：" + result);
    }

    public boolean match(char[] str, char[] pattern) {
        if (str == null || pattern == null) {        
            return false;    
        }

        int strIndex = 0;
        int patternIndex = 0;
        return matchCore(str, strIndex, pattern, patternIndex);
    }

    public boolean matchCore(char[] str, int strIndex, char[] pattern, int patternIndex) {
        //有效性检验：str到尾，pattern到尾，匹配成功
        if (strIndex == str.length && patternIndex == pattern.length) {
            return true;
        }

        //pattern先到尾，匹配失败
        if (strIndex != str.length && patternIndex == pattern.length) {
            return false;
        }

        //模式第2个(next字符)是*，且字符串第1个(当前字符)跟模式第1个(当前字符)匹配,分3种匹配模式；
        //若字符串第1个(当前字符)跟模式第1个(当前字符)不匹配，模式指针后移2位
        if (patternIndex + 1 < pattern.length && pattern[patternIndex + 1] == '*') {
              if ((strIndex != str.length && pattern[patternIndex] == str[strIndex]) || 
                      (pattern[patternIndex] == '.' && strIndex != str.length)) {

                  //视为模式匹配1个字符
                  return matchCore(str, strIndex, pattern, patternIndex + 2)
                          //视为模式匹配1个字符
                          || matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex + 2)
                          //*匹配1个，再匹配str中的下一个
                          || matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex);
              } else {
                  return matchCore(str, strIndex, pattern, patternIndex + 2);
              }
        }

        //模式第2个不是*，且字符串第1个(当前字符)跟模式第1个(当前)匹配，则都后移1位，否则直接返回false
        if ((strIndex != str.length && pattern[patternIndex] == str[strIndex]) || 
                (pattern[patternIndex] == '.' && strIndex != str.length)) {

            return matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex + 1);
        }

        return false;
    }
}

【相关问题总结】

1.如何将一个字符串转换为字符数组？

public class Solution {

    public static void main(String[] args) {

        String string = "aaa";
        char[] charArray = string.toCharArray();

        for(int i=0; iout.print(charArray[i] + " ");
        }
    }
}

2.此处的”.”是如何进行匹配的，是否包含需要进行转义的特殊字符？

由pattern[patternIndex] == ‘.’可知，此处的”.”匹配任意ASCII字符