关于面试:每日算法刷穿-LeetCode10-正则表达式匹配困难

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题目形容

给你一个字符串 s 和一个字符法则 p,请你来实现一个反对 '.''*' 的正则表达式匹配。

  • '.' 匹配任意单个字符
  • '*' 匹配零个或多个后面的那一个元素

所谓匹配,是要涵盖整个字符串 s 的,而不是局部字符串。

示例 1:

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

示例 2:

 输出:s = "aa" p = "a*" 
输入:true
解释:因为 '*' 代表能够匹配零个或多个后面的那一个元素, 在这里后面的元素就是 'a'。因而,字符串 "aa" 可被视为 'a' 反复了一次。

示例 3:

 输出:s = "ab" p = ".*"  
输入:true
解释:".*" 示意可匹配零个或多个('*')任意字符('.')。

示例 4:

 输出:s = "aab" p = "c*a*b"
输入:true
解释:因为 '*' 示意零个或多个,这里 'c' 为 0 个, 'a' 被反复一次。因而能够匹配字符串 "aab"。

示例 5:

 输出:s = "mississippi" p = "mis*is*p*." 
输入:false

提醒:

  • 0 <= s.length <= 20
  • 0 <= p.length <= 30
  • s 可能为空,且只蕴含从 a-z 的小写字母。
  • p 可能为空,且只蕴含从 a-z 的小写字母,以及字符 .*
  • 保障每次呈现字符 * 时,后面都匹配到无效的字符

动静布局解法

整顿一下题意,对于字符串 p 而言,有三种字符:

  • 一般字符:须要和 s 中同一地位的字符齐全匹配
  • '.':可能匹配 s 中同一地位的任意字符
  • '*':不可能独自应用 '*',必须和前一个字符同时搭配应用,数据保障了 '*' 可能找到后面一个字符。可能匹配 s 中同一地位字符任意次。

所以本题要害是剖析当呈现 a* 这种字符时,是匹配 0 个 a、还是 1 个 a、还是 2 个 a …

本题能够应用动静布局进行求解:

  • 状态定义:f(i,j) 代表思考 s 中以 i 为结尾的子串和 p 中的 j 为结尾的子串是否匹配。即最终咱们要求的后果为 f[n][m]
  • 状态转移:也就是咱们要思考 f(i,j) 如何求得,后面说到了 p 有三种字符,所以这里的状态转移也要分三种状况探讨:

    1. p[j] 为一般字符:匹配的条件是后面的字符匹配,同时 s 中的第 i 个字符和 p 中的第 j 位雷同。即 f(i,j) = f(i - 1, j - 1) && s[i] == p[j]
    2. p[j]'.':匹配的条件是后面的字符匹配,s 中的第 i 个字符能够是任意字符。即 f(i,j) = f(i - 1, j - 1) && p[j] == '.'
    3. p[j]'*':读得 p[j - 1] 的字符,例如为字符 a。而后依据 a* 理论匹配 sa 的个数是 0 个、1 个、2 个 …

      3.1. 当匹配为 0 个:f(i,j) = f(i, j - 2)

      3.2. 当匹配为 1 个:f(i,j) = f(i - 1, j - 2) && (s[i] == p[j - 1] || p[j - 1] == '.')

      3.3. 当匹配为 2 个:f(i,j) = f(i - 2, j - 2) && ((s[i] == p[j - 1] && s[i - 1] == p[j - 1]) || p[j] == '.')


所有的状态转移都搞清楚之后,就能够写代码啦:

class Solution {public boolean isMatch(String ss, String pp) {// 技巧:往原字符头部插入空格,这样失去 char 数组是从 1 开始,而且能够使得 f[0][0] = true,能够将 true 这个后果滚动上来
        int n = ss.length(), m = pp.length();
        ss = " " + ss;
        pp = " " + pp;
        char[] s = ss.toCharArray();
        char[] p = pp.toCharArray();
        // f(i,j) 代表思考 s 中的 1~i 字符和 p 中的 1~j 字符 是否匹配
        boolean[][] f = new boolean[n + 1][m + 1];
        f[0][0] = true;
        for (int i = 0; i <= n; i++) {for (int j = 1; j <= m; j++) {
                // 如果下一个字符是 '*',则代表以后字符不能被独自应用,跳过
                if (j + 1 <= m && p[j + 1] == '*') continue;
                
                // 对应了 p[j] 为一般字符和 '.' 的两种状况
                if (i - 1 >= 0 && p[j] != '*') {f[i][j] = f[i - 1][j - 1] && (s[i] == p[j] || p[j] == '.');
                } 
                
                // 对应了 p[j] 为 '*' 的状况
                else if (p[j] == '*') {f[i][j] = (j - 2 >= 0 && f[i][j - 2]) || (i - 1 >= 0 && f[i - 1][j] && (s[i] == p[j - 1] || p[j - 1] == '.'));
                }
            }
        }
        return f[n][m];
    }
}

工夫复杂度:n 示意 s 的长度,m 示意 p 的长度,总共 n * m 个状态。复杂度为 $O(n * m)$

空间复杂度:应用了二维数组记录后果。复杂度为 $O(n * m)$

动静布局实质上是枚举(不反复的暴力枚举),因而其复杂度很好剖析,有多少个状态就要被计算多少次,复杂度就为多少。


最初

这是咱们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.10 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,局部是有锁题,咱们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章外面,除了解说解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果波及通解还会相应的代码模板。

因为 LeetCode 的题目随着周赛 & 双周赛一直减少,为了不便咱们统计进度,咱们将依照系列起始时的总题数作为分母,实现的题目作为分子,进行进度计算。以后进度为 10/1916

为了不便各位同学可能电脑上进行调试和提交代码,我建设了相干的仓库:Github 地址 & Gitee 地址。

在仓库地址里,你能够看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和一些其余的优选题解。

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