每天学python-正则表达式匹配

题目:

给你一个字符串 s 和一个字符规律 p,请你来实现一个支持 '.' 和 '*' 的正则表达式匹配。

'.' 匹配任意单个字符
'*' 匹配零个或多个前面的那一个元素
所谓匹配,是要涵盖 整个 字符串 s的,而不是部分字符串。

解题思路:

这道题和其他字符串匹配题目不同的地方在于,它支持通配符 '.' 和 '*'。我们可以使用动态规划来解决这个问题。

具体地,我们定义 dp[i][j] 表示 s 的前 i 个字符和 p 的前 j 个字符是否能够匹配。对于状态转移方程,我们需要根据 p[j-1] 是否为 '*' 分类讨论:

  1. 如果 p[j-1] 不是 '*',那么有两种情况:

    • s[i-1] 和 p[j-1] 可以匹配,则 dp[i][j] = dp[i-1][j-1];
    • 否则,dp[i][j] = False。
  2. 如果 p[j-1] 是 '*',那么有两种情况:

    • '*' 匹配零个前面的字符,则 dp[i][j] = dp[i][j-2];
    • '*' 匹配一个或多个前面的字符,则 dp[i][j] = (s[i-1] 和 p[j-2] 可以匹配) 且 dp[i-1][j] = True。

最终答案即为 dp[n][m],其中 n 和 m 分别是字符串 s 和 p 的长度。

代码如下:

class Solution(object):
    def isMatch(self, s, p):
        """
        :type s: str
        :type p: str
        :rtype: bool
        """

        n, m = len(s), len(p)
        dp = [[False] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
        dp[0][0] = True
        for i in range(n + 1):
            for j in range(1, m + 1):
                if p[j - 1] == '*':
                    dp[i][j] = dp[i][j - 2]
                    if i > 0 and (s[i - 1] == p[j - 2] or p[j - 2] == '.'):
                        dp[i][j] = dp[i][j] or dp[i - 1][j]
                elif i > 0 and (s[i - 1] == p[j - 1] or p[j - 1] == '.'):
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
        return dp[n][m]

总结:

这道题是字符串匹配问题中比较复杂的一类,因为它支持通配符 '.' 和 '*',使得我们需要进行更多的分类讨论。以下是两种常见的解法:

  1. 递归+回溯

这种解法基于深度优先搜索,思路比较简单,但时间复杂度较高,不利于大规模数据的处理。

  1. 动态规划

这种解法基于状态转移方程,使用二维布尔数组 dp[i][j] 表示 s 的前 i 个字符和 p 的前 j 个字符是否能够匹配。该解法的时间复杂度为 O(nm),空间复杂度也为 O(nm),在处理大规模数据时表现较优。

总之,对于字符串匹配问题,我们需要根据具体的情况选择合适的算法来解决。

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