2-103-字符串匹配之BF（Brute Force）算法

1.题目

 

 

 https://leetcode.cn/problems/find-the-index-of-the-first-occurrence-in-a-string/

leetcode 28

 

字符串匹配之BF（Brute Force）算法是一种简单的字符串匹配算法，也叫暴力匹配算法。它的思想是将目标串 S 的第一个字符与模式串 T 的第一个字符进行匹配，如果相等，就继续比较 S 的第二个字符和 T 的第二个字符，如果不相等，就比较 S 的第二个字符和 T 的第一个字符，依次比较下去，直到找到一个匹配或者遍历完整个目标串

这个算法的时间复杂度是 O(mn) ，其中 m 和 n 是目标串和模式串的长度。空间复杂度是 O(1) ，因为不需要额外的空间

 

BF算法的优点是

简单易懂，实现起来不复杂，适用于短字符串的匹配。

BF算法的缺点是

效率较低，每次匹配失败时都要回溯主串和模式串的指针，导致大量的重复比较，时间复杂度为 O(nm) ，其中 n 是主串的长度，m 是模式串的长度。

2.解法

解法一：双指针，一个字符一个字符比较

这个实现的思想是定义一个指针 i 指向目标串 S 的当前位置，定义一个指针 j 指向模式串 T 的当前位置。每次比较 S[i] 和 T[j] ，如果相等，就让 i 和 j 都加一，继续比较下一个字符。如果不相等，就让 i 回退到上一次匹配的下一个位置，让 j 重置为 0 ，重新开始匹配。如果 i 超过了 S 的长度，或者 j 等于了 T 的长度，就结束循环。如果 j 等于了 T 的长度，说明找到了一个匹配，返回 i - j 作为匹配的起始位置。如果 i 超过了 S 的长度，说明没有找到匹配，返回 -1 作为标志。

public class StringBF {

    public static void main(String[] args) {
        String s = "leetcode";
        String t = "tco";
        System.out.println(bruteForce(s, t));
    }

    public static int bruteForce(String s, String t) {

        int i = 0, j = 0;
        while (i < s.length() && j < t.length()) {
            if (s.charAt(i) == t.charAt(j)) {
                i++;
                j++;
            } else {
                i = i - j + 1;
                j = 0;
            }
        }

        if (j == t.length() ) {
            return i - j;
        }
        return -1;

    }
}

　　

 

解法二：滑动窗口+ subString 整体比较

 思路

BF算法在 JDK 中有一些应用，比如 String 类的 indexOf() 方法和 lastIndexOf() 方法，都是使用 BF 算法来实现的。这些方法可以用来查找一个字符串中是否包含另一个字符串，或者返回一个字符串在另一个字符串中的位置

 

BF算法，也就是暴力匹配算法。它的基本思想是，从haystack的第一个字符开始，依次与needle的每个字符进行比较，如果都相等，就返回当前的索引；如果有不相等的，就从haystack的下一个字符开始，重复这个过程，直到找到匹配的子字符串或者遍历完haystack为止。

代码逻辑

• 首先，检查haystack和needle是否为空，如果是，就返回-1，因为这是一个无效的输入。
• 其次，检查haystack和needle是否相等，如果是，就返回0，因为这意味着needle就是haystack的第一个子字符串。
• 然后，获取needle的长度，用它作为滑动窗口的大小。
• 接着，从左到右遍历haystack，每次取出一个长度为needleLength的子字符串，与needle进行比较。
• 如果相等，就返回当前的索引i，表示找到了needle在haystack中的第一个位置。
• 如果不相等，就继续向右滑动窗口，直到遍历完整个haystack或者找到匹配的子字符串为止。
• 最后，如果遍历完haystack都没有找到匹配的子字符串，就返回-1，表示needle不是haystack的一部分。

具体实现

public class ImplementStrStr {
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        // 基本条件
        if (haystack == null || needle == null) {
            return -1;
        }
        // 特殊情况
        if (haystack.equals(needle)) {
            return 0;
        }
        // needle的长度
        int needleLength = needle.length();
        // 遍历haystack并滑动窗口
        for (int i = 0; i < haystack.length() - needleLength + 1; i++) {
            // 检查子字符串是否等于needle
            if (haystack.substring(i, i + needleLength).equals(needle)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

　　

 

 

3.总结