algorithm-base/animation-simulation/数据结构和算法/BF算法.md
2021-07-23 15:44:19 +00:00

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Java
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皇上生辰之际举国同庆袁记菜馆作为天下第一饭店所以被选为这次庆典的菜品供应方这次庆典对于袁记菜馆是一项前所未有的挑战毕竟是第一次给皇上庆祝生辰稍有不慎就是掉脑袋的大罪整个袁记菜馆内都在紧张的布置着此时突然有一个店小二慌慌张张跑到袁厨面前汇报到底发生了什么事让店小二如此慌张呢
袁记菜馆内
店小二不好了不好了掌柜的出大事了
袁厨发生什么事了慢慢说如此慌张成何体统开店开久了架子出来了哈
店小二皇上按照咱们菜单点了 666 道菜但是咱们做西湖醋鱼的师傅请假回家结婚了不知道皇上有没有点这道菜如果点了这道菜咱们做不出来那咱们店可就完了啊
袁厨听了之后吓得一屁股坐地上了缓了半天说道
袁厨别说那么多了快给我找找皇上点的菜里面有没有这道菜
找了很久并且核对了很多遍最后确认皇上没有点这道菜菜馆内的人都松了一口气
通过上面的一个例子让我们简单了解了字符串匹配
字符串匹配 S T 是给定的两个串在主串 S 中找到模式串 T 的过程称为字符串匹配如果在主串 S 中找到 模式串 T 则称匹配成功函数返回 T S 中首次出现的位置否则匹配不成功返回 -1
![字符串匹配](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/photobed@master/photo/字符串匹配.3q9wqbh8ws40.png)
在上图中我们试图找到模式 T = baab,在主串 S = abcabaabcabac 中第一次出现的位置即为红色阴影部分 T 第一次在 S 中出现的位置下标为 4 字符串的首位下标是 0 所以返回 4如果模式串 T 没有在主串 S 中出现则返回 -1
解决上面问题的算法我们称之为字符串匹配算法今天我们来介绍三种字符串匹配算法大家记得打卡呀说不准面试的时候就问到啦
## BF 算法Brute Force
这个算法很容易理解就是我们将模式串和主串进行比较一致时则继续比较下一字符直到比较完整个模式串不一致时则将模式串后移一位重新从模式串的首位开始对比重复刚才的步骤下面我们看下这个方法的动图解析看完肯定一下就能搞懂啦
![请添加图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210319193924425.gif)
通过上面的代码是不是一下就将这个算法搞懂啦下面我们用这个算法来解决下面这个经典题目吧
### leetcdoe 28. 实现 strStr()
#### 题目描述
给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 ( 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
#### 题目解析
其实这个题目很容易理解但是我们需要注意的是一下几点比如我们的模式串为 0 应该返回什么我们的模式串长度大于主串长度时应该返回什么也是我们需要注意的地方下面我们来看一下题目代码吧
#### 题目代码
Java Code:
```java
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
int haylen = haystack.length();
int needlen = needle.length();
//特殊情况
if (haylen < needlen) {
return -1;
}
if (needlen == 0) {
return 0;
}
//主串
for (int i = 0; i < haylen - needlen + 1; ++i) {
int j;
//模式串
for (j = 0; j < needlen; j++) {
//不符合的情况,直接跳出,主串指针后移一位
if (haystack.charAt(i+j) != needle.charAt(j)) {
break;
}
}
//匹配成功
if (j == needlen) {
return i;
}
}
return -1;
}
}
```
Python Code:
```python
from typing import List
class Solution:
def strStr(self, haystack: str, needle: str)->int:
haylen = len(haystack)
needlen = len(needle)
# 特殊情况
if haylen < needlen:
return -1
if needlen == 0:
return 0
# 主串
for i in range(0, haylen - needlen + 1):
# 模式串
j = 0
while j < needlen:
if haystack[i + j] != needle[j]:
break
j += 1
# 匹配成功
if j == needlen:
return i
return -1
```
我们看一下 BF 算法的另一种算法显示回退其实原理一样就是对代码进行了一下修改只要是看完咱们的动图这个也能够一下就能看懂大家可以结合下面代码中的注释和动图进行理解
Java Code:
```java
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
//i代表主串指针j模式串
int i,j;
//主串长度和模式串长度
int halen = haystack.length();
int nelen = needle.length();
//循环条件,这里只有 i 增长
for (i = 0 , j = 0; i < halen && j < nelen; ++i) {
//相同时,则移动 j 指针
if (haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)) {
++j;
} else {
//不匹配时,将 j 重新指向模式串的头部,将 i 本次匹配的开始位置的下一字符
i -= j;
j = 0;
}
}
//查询成功时返回索引,查询失败时返回 -1
int renum = j == nelen ? i - nelen : -1;
return renum;
}
}
```
Python Code:
```python
from typing import List
class Solution:
def strStr(self, haystack: str, needle: str)->int:
# i代表主串指针j模式串
i = 0
j = 0
# 主串长度和模式串长度
halen = len(haystack)
nelen = len(needle)
# 循环条件这里只有 i 增长
while i < halen and j < nelen:
# 相同时则移动 j 指针
if haystack[i] == needle[j]:
j += 1
else:
# 不匹配时 j 重新只想模式串的头部 i 本次匹配的开始位置的下一字符
i -= j
j = 0
i += 1
# 查询成功时返回索引查询失败时返回 -1
renum = i - nelen if j == nelen else -1
return renum
```