一、28. 实现 strStr()
实现 strStr() 函数。
给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回 -1。
示例 1: 输入: haystack = "hello", needle = "ll" 输出: 2
示例 2: 输入: haystack = "aaaaa", needle = "bba" 输出: -1
说明: 当 needle 是空字符串时，我们应当返回什么值呢？这是一个在面试中很好的问题。 对于本题而言，当 needle 是空字符串时我们应当返回 0 。这与C语言的 strstr() 以及 Java的 indexOf() 定义相符。
思路
KMP有什么用
KMP主要应用在字符串匹配上。
KMP的主要思想是当出现字符串不匹配时，可以知道一部分之前已经匹配的文本内容，可以利用这些信息避免从头再去做匹配了。
next数组就是一个前缀表（prefix table）。
前缀表有什么作用呢？
前缀表是用来回退的，它记录了模式串与主串(文本串)不匹配的时候，模式串应该从哪里开始重新匹配。前缀表是记录下标i之前（包括i）的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀。
文章中字符串的前缀是指不包含最后一个字符的所有以第一个字符开头的连续子串。
后缀是指不包含第一个字符的所有以最后一个字符结尾的连续子串。
最重要的是构建Next数组
构造next数组其实就是计算模式串s，前缀表的过程。 主要有如下三步：
- 初始化
- 处理前后缀不相同的情况
- 处理前后缀相同的情况
class Solution {
/**
* 基于窗口滑动的算法
* <p>
* 时间复杂度：O(m*n)
* 空间复杂度：O(1)
* 注：n为haystack的长度，m为needle的长度
*/
public int strStr(String haystack, String needle) {
int m = needle.length();
// 当 needle 是空字符串时我们应当返回 0
if (m == 0) {
return 0;
}
int n = haystack.length();
if (n < m) {
return -1;
}
int i = 0;
int j = 0;
while (i < n - m + 1) {
// 找到首字母相等
while (i < n && haystack.charAt(i) != needle.charAt(j)) {
i++;
}
if (i == n) {// 没有首字母相等的
return -1;
}
// 遍历后续字符，判断是否相等
i++;
j++;
while (i < n && j < m && haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
i++;
j++;
}
if (j == m) {// 找到
return i - j;
} else {// 未找到
i -= j - 1;
j = 0;
}
}
return -1;
}
}class Solution {
//前缀表（不减一）Java实现
public int strStr(String haystack, String needle) {
if (needle.length() == 0) return 0;
int[] next = new int[needle.length()];
getNext(next, needle);
int j = 0;
for (int i = 0; i < haystack.length(); i++) {
while (j > 0 && needle.charAt(j) != haystack.charAt(i))
j = next[j - 1];
if (needle.charAt(j) == haystack.charAt(i))
j++;
if (j == needle.length())
return i - needle.length() + 1;
}
return -1;
}
private void getNext(int[] next, String s) {
int j = 0;
next[0] = 0;
for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
while (j > 0 && s.charAt(j) != s.charAt(i))
j = next[j - 1];
if (s.charAt(j) == s.charAt(i))
j++;
next[i] = j;
}
}
}二、459.重复的子字符串
给定一个非空的字符串，判断它是否可以由它的一个子串重复多次构成。给定的字符串只含有小写英文字母，并且长度不超过10000。
示例 1:
- 输入: "abab"
- 输出: True
- 解释: 可由子字符串 "ab" 重复两次构成。
示例 2:
- 输入: "aba"
- 输出: False
示例 3:
- 输入: "abcabcabcabc"
- 输出: True
- 解释: 可由子字符串 "abc" 重复四次构成。 (或者子字符串 "abcabc" 重复两次构成。)
思路
移动匹配
前面有相同的子串，后面有相同的子串，用 s + s，这样组成的字符串中，后面的子串做前串，前面的子串做后串，就一定还能组成一个s。 去掉头然后判断中间是否包含s，如果包含，那就返回ture，否则返回false。
class Solution {
public boolean repeatedSubstringPattern(String s) {
String str = s + s;
return str.substring(1, str.length() - 1).contains(s);
}
}Kmp算法
在一个串中查找是否出现过另一个串，这是KMP的看家本领。
数组长度减去最长相同前后缀的长度相当于是第一个周期的长度，也就是一个周期的长度，如果这个周期可以被整除，就说明整个数组就是这个周期的循环。
class Solution {
public boolean repeatedSubstringPattern(String s) {
if (s.equals("")) return false;
int len = s.length();
char[] chars = s.toCharArray();
int[] next = new int[len];
int j = 0;
next[0] = 0;
// 构造 next 数组过程，j从0开始(空格)，i从1开始
for (int i = 1; i < len; i++) {
// 匹配不成功，j回到前一位置 next 数组所对应的值
while (j > 0 && chars[i] != chars[j]) j = next[j - 1];
// 匹配成功，j往后移
if (chars[i] == chars[j]) j++;
// 更新 next 数组的值
next[i] = j;
}
// 最后判断是否是重复的子字符串，这里 next[len - 1] 即代表next数组末尾的值
if (next[len - 1] > 0 && len % (len - next[len - 1]) == 0) {
return true;
}
return false;
}
}