LeetCode 686. 重复叠加字符串匹配--KMP匹配优化时间

686. 重复叠加字符串匹配

给定两个字符串 a 和 b，寻找重复叠加字符串 a 的最小次数，使得字符串 b 成为叠加后的字符串 a 的子串，如果不存在则返回 -1。

注意：字符串 “abc” 重复叠加 0 次是 “”，重复叠加 1 次是 “abc”，重复叠加 2 次是 “abcabc”。

示例 1：

输入：a = “abcd”, b = “cdabcdab”
输出：3
解释：a 重复叠加三遍后为 “abcdabcdabcd”, 此时 b 是其子串。

示例 2：

输入：a = “a”, b = “aa”
输出：2

示例 3：

输入：a = “a”, b = “a”
输出：1

示例 4：

输入：a = “abc”, b = “wxyz”
输出：-1

提示：

1 <= a.length <= 1e4
1 <= b.length <= 1e4
a 和 b 由小写英文字母组成

题解：
题目描述很简单，就是重复字符串a，使得字符串b能成为字符串a的子串，因为数据量比较大的原因，不可能暴力搜索，其实简单思考下就行了，因为考虑的匹配问题，所以直接KMP节约时间，所以剩余的分为几种情况考虑：

1.a直接包含了b，直接返回1
2.b中找不到a，直接把a扩展2次，如果此时b是a的子串，返回2，不然返回-1（例如：abcder和erab）
3.b中找到了a，返回a在b中第一次出现的位置res，进行b的前缀[0,res-1]和a的后缀判断，再把b的剩余部分[res,b.length()-1]和a一直做循环判断，中途某个字符不匹配直接返回-1，不然把最后匹配得到的长度除a的长度得到答案(例如abcd和cdabcdabcda)。

AC代码

class Solution {
public:
    //const int maxn = 1e4 + 10;
    //char mo[maxn], str[maxn];///mo为模式串、str为主串
    int nex[10010];
    void GetNext(string mo)
    {
        int i = 0, j = -1, len = mo.length();
        nex[i] = j;
        while(i < len){
            while( j != -1 && mo[i] != mo[j]) j = nex[j];
            nex[++i] = ++j;
        }
    }
    int KmpIndex(string str,string mo)
    {
        GetNext(mo);
        int i =0, j = 0, strL =str.length(), moL = mo.length();
        while(i < strL && j < moL){//对比上面计算模式串在子串出现的次数的代码，为什么这里要加个&& j < moL
            while( j != -1 && str[i] != mo[j]) j = nex[j];
            i++, j++;
        }
        if(j == moL) return i - moL;///返回模式串在主串中首次出现的位置，即完全匹配时的开始下标，下标从0开始
        else return -1;///不存在匹配情况 
    }
    int repeatedStringMatch(string a, string b) {
        if(b=="")return 0;
        int res=KmpIndex(a,b);
        if(res>=0)return 1;//直接就找到了
        res=KmpIndex(b,a);
        if(res==-1)//b中没有a
        {
            string t=a+a;
            res=KmpIndex(t,b);
            if(res>=0)return 2;
            return -1;
        }
        int n=a.length();
        for(int i=res-1,j=n-1;i>=0;i--,j--)//b的前缀和a的后缀判断
        if(b[i]!=a[j])return -1;
        int ans=0,j=0,i=res;
        while(i<b.length())
        {
            j%=n;//循环判断
            if(b[i]!=a[j])return -1;
            i++,j++;
            ans++;
        }
        int sum=ans/n;//匹配得到的总长度ans
        if(ans%n!=0)sum++;//有没有多余的a
        if(res!=0)sum++;//前缀是否单独需要一个a
        return sum;
    }
};