Java/kotlin 通配符匹配（算法）

这是LeetCode上面一道难度为困难的题目，和之前的正则表达式有相似的地方，最近在学习kotlin，所以附上kotlin的写法。

44. 通配符匹配

给定一个字符串 (s) 和一个字符模式 (p) ，实现一个支持 '?' 和 '' 的通配符匹配。
'?' 可以匹配任何单个字符。
'' 可以匹配任意字符串（包括空字符串）。
两个字符串完全匹配才算匹配成功。
说明:
s 可能为空，且只包含从 a-z 的小写字母。
p 可能为空，且只包含从 a-z 的小写字母，以及字符 ? 和 *。

示例 1:

输入:
s = "aa"
p = "a"
输出: false
解释: "a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。

示例 2:

输入:
s = "aa"
p = "*"
输出: true
解释: '*' 可以匹配任意字符串。

示例 3:

输入:
s = "cb"
p = "?a"
输出: false
解释: '?' 可以匹配 'c', 但第二个 'a' 无法匹配 'b'。

示例 4:

输入:
s = "adceb"
p = "*a*b"
输出: true
解释: 第一个 '*' 可以匹配空字符串, 第二个 '*' 可以匹配字符串 "dce".

示例 5:

输入:
s = "acdcb"
p = "a*c?b"
输出: false

最基本的递归解法：

public boolean isMatch(String s, String p) {
        // 保存长度为length()的匹配结果
        int[][] dp = new int[s.length()+1][p.length()+1];
        return isMatch(s,p,dp);
    }

    public boolean isMatch(String s,String p,int[][] dp) {
        // 如果s、p有保存的状态，直接返回
        if (dp[s.length()][p.length()]!=0) {
            return dp[s.length()][p.length()]>0;
        }
        // 基础状态1：p是空的，而s长度不为0，匹配结果为false
        if (p.isEmpty() && s.length()>0) {
            return false;
        }
        // 基础状态2：s是空的，检查p字符串是否为空或全为*字符
        // ex : s="" p="" 或 p="****"
        if (s.isEmpty()) {
            for (int i = 0; i < p.length(); i++) {
                if (p.charAt(i)!='*') {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }

        // 获取首字符
        char s0 = s.charAt(0);
        char p0 = p.charAt(0);
        if (p0=='*') {
            // 如果p的首字符为*，则存在两种情况
            // 匹配：s向右移动一位，进行下一个字符的匹配
            // 忽略：p向右移动一位，进行下一个字符的匹配
            dp[s.length()][p.length()] = isMatch(s,p.substring(1)) || isMatch(s.substring(1),p) ?1:-1;
        } else {
            // 如果p的首字符不为*，则需要满足s0==p0 || p0 == '?'
            // 当前字符匹配成功后，与上后续字符的匹配结果
            dp[s.length()][p.length()] = (s0==p0 || p0=='?') && isMatch(s.substring(1),p.substring(1))?1:-1;
        }
        // dp 1为匹配成功，-1为匹配失败
        return dp[s.length()][p.length()]>0;
    }

递归转动态规划：

    public boolean isMatchDp(String s, String p) {
        // 状态保存
        boolean[][] dp = new boolean[s.length()+1][p.length()+1];
        for (int i = 0; i <= s.length(); i++) {
            for (int j = 0; j <= p.length(); j++) {
                // 长度为i，j的匹配结果
                if (j==0) {
                    // 当p的长度为0的时候，仅有s长度为0的时候匹配成功
                    dp[i][j]= i==0;
                } else {
                    // 当p的尾字符为*的时候
                    if (p.charAt(j-1)=='*') {
                        // i=0的时候，跳过*，查看i与j-1的匹配结果
                        // ex : s = "" 长度为0，p="***"，dp[0][3] = dp[0][2] = dp[0][1] = dp[0][0] = true
                        dp[i][j] = i==0 || dp[i][j-1];
                        // i>0的时候，分两种情况
                        // 匹配：s向左移动一位
                        // 忽略：p向左移动一位
                        dp[i][j] |= i>0 && (dp[i][j - 1] || dp[i - 1][j]);
                    } else {
                        // 尾字符不为*，此时i=0必为false
                        // i>0的时候，匹配当前字符与s/p左移一位的状态结果
                        dp[i][j] = i>0 && (s.charAt(i - 1) == p.charAt(j - 1) || p.charAt(j - 1) == '?') && dp[i - 1][j - 1];
                    }
                }
            }
        }
        // 返回长度为length的匹配结果
        return dp[s.length()][p.length()];
    }

贪心算法：
假设1、p为“abcd”则s只需要包含abcd顺序的字符即可匹配；
假设2、p为“abcd”则s需要包含abcd子串即可匹配；
假设3、p为“abc”则s需要以ab开头，c结尾；

    public boolean isMatch(String s, String p) {
        int sRight = s.length(), pRight = p.length();
        // 如果p不以*结尾，则依次匹配并将尾指针左移
        // ex : s="abcd" p="*abcd"
        // => s="" p="*"
        while (sRight > 0 && pRight > 0 && p.charAt(pRight - 1) != '*') {
            if (charMatch(s.charAt(sRight - 1), p.charAt(pRight - 1))) {
                --sRight;
                --pRight;
            } else {
                return false;
            }
        }
        // p的尾指针减到空，则s为空时匹配成功
        if (pRight == 0) {
            return sRight == 0;
        }

        int sIndex = 0, pIndex = 0;
        // 记录匹配位置
        int sRecord = -1, pRecord = -1;

        while (sIndex < sRight && pIndex < pRight) {
            if (p.charAt(pIndex) == '*') {
                // 遇到 '*'，跳过
                ++pIndex;
                // 记录*后面的第一个位置
                sRecord = sIndex;
                pRecord = pIndex;
            } else if (charMatch(s.charAt(sIndex), p.charAt(pIndex))) {
                // 当前字符不为*，判断单字符是否匹配，在子串内继续匹配下一个字符
                ++sIndex;
                ++pIndex;
            } else if (sRecord != -1 && sRecord + 1 < sRight) {
                // 当前字符不为*，且单字符匹配失败，需要重新寻找子串
                // 从上一次记录的位置后1个位置开始重新寻找
                ++sRecord;
                sIndex = sRecord;
                pIndex = pRecord;
            } else {
                return false;
            }
        }
        // 判断pIndex到pRight是否全为*号，无论s是否匹配完，p全为*号的时候都能匹配
        return allStars(p, pIndex, pRight);
    }
    // 判断字符是否相等
    private boolean charMatch(char u, char v) {
        return u == v || v == '?';
    }
    // 判断是否全为*
    private boolean allStars(String str, int left, int right) {
        for (int i = left; i < right; i++) {
            if (str.charAt(i) != '*') {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

kotlin 贪心解法：

    fun isMatch(s: String, p: String): Boolean {
        var sRight = s.length
        var pRight = p.length

        val charMatch = { u: Char, v: Char -> u == v || v == '?' }
        val allStars = { word: String, left: Int, right: Int ->
            word.subSequence(left,right).all {
                it=='*'
            }
        }

        while (sRight > 0 && pRight > 0 && p[pRight - 1] != '*') {
            if (charMatch(s[sRight - 1], p[pRight - 1])) {
                --sRight
                --pRight
            } else {
                return false
            }
        }
        if (pRight == 0) {
            return sRight == 0
        }
        var sIndex = 0
        var pIndex = 0
        var sRecord = -1
        var pRecord = -1
        while (sIndex < sRight && pIndex < pRight) {
            if (p[pIndex] == '*') {
                ++pIndex
                sRecord = sIndex
                pRecord = pIndex
            } else if (charMatch(s[sIndex], p[pIndex])) {
                ++sIndex
                ++pIndex
            } else if (sRecord != -1 && sRecord + 1 < sRight) {
                ++sRecord
                sIndex = sRecord
                pIndex = pRecord
            } else {
                return false
            }
        }
        return allStars(p, pIndex, pRight)
    }