28. Implement strStr() [easy] (Python)

题目链接

https://leetcode.com/problems/implement-strstr/

题目原文

Implement strStr().

Returns the index of the first occurrence of needle in haystack, or -1 if needle is not part of haystack.

题目翻译

实现 strStr() 函数。该函数用于判断一个字符串 needle 是否是另一个字符串 haystack 的子串。如果是，则该函数返回 needle 在 haystack 中首次出现的地址；否则，返回-1。

思路方法

思路一

既然是要求自己实现strStr函数，那么用库函数string.find()就不合适了吧。。。虽然不合适，也放在这里供参考吧。

代码

class Solution(object):
    def strStr(self, haystack, needle):
        """
        :type haystack: str
        :type needle: str
        :rtype: int
        """
        return haystack.find(needle)

思路二

扫描haystack，当遇到与needle首字符相同的位置时，检查haystack从该位置开始的与needle长度相同的块，与needle是否相同。

代码

class Solution(object):
    def strStr(self, haystack, needle):
        """
        :type haystack: str
        :type needle: str
        :rtype: int
        """
        if not needle:
            return 0
        for i in xrange(len(haystack) - len(needle) + 1):
            if haystack[i] == needle[0]:
                j = 1
                while j < len(needle) and haystack[i+j] == needle[j]:
                    j += 1
                if j == len(needle):
                    return i
        return -1

思路三

利用类似substring的方法简化上面的代码。

代码

class Solution(object):
    def strStr(self, haystack, needle):
        """
        :type haystack: str
        :type needle: str
        :rtype: int
        """
        for i in xrange(len(haystack) - len(needle) + 1):
            if haystack[i:i+len(needle)] == needle:
                return i
        return -1

思路四

鉴于这是一个模式匹配问题，我们可以考虑KMP算法。该算法对于任何模式和目标序列，都可以在线性时间内完成匹配查找（O(n+m)），而不会发生退化。这里不再细讲算法原理，只实现了代码。

代码

class Solution(object):
    def strStr(self, haystack, needle):
        """
        :type haystack: str
        :type needle: str
        :rtype: int
        """
        if not needle:
            return 0
        #generate next array, need O(n) time
        i, j, m, n = -1, 0, len(haystack), len(needle)
        next = [-1] * n
        while j < n - 1:  
            #needle[k] stands for prefix, neelde[j] stands for postfix
            if i == -1 or needle[i] == needle[j]:   
                i, j = i + 1, j + 1
                next[j] = i
            else:
                i = next[i]
        #check through the haystack using next, need O(m) time
        i = j = 0
        while i < m and j < n:
            if j == -1 or haystack[i] == needle[j]:
                i, j = i + 1, j + 1
            else:
                j = next[j]
        if j == n:
            return i - j
        return -1

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