這是LeetCode上面一道難度為困難的題目,記錄一下,整的來說,遞歸方法描述起來思路清晰,動(dòng)態(tài)規(guī)劃描述需要借用一定的圖畫或者表格手段。
正則表達(dá)式匹配
請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)用來匹配包含'. '和''的正則表達(dá)式。模式中的字符'.'表示任意一個(gè)字符,而''表示它前面的字符可以出現(xiàn)任意次(含0次)。在本題中,匹配是指字符串的所有字符匹配整個(gè)模式。例如,字符串"aaa"與模式"a.a"和"abaca"匹配,但與"aa.a"和"ab*a"均不匹配。
示例 1:
輸入:
s = "aa"
p = "a"
輸出: false
解釋: "a" 無(wú)法匹配 "aa" 整個(gè)字符串。
示例 2:
輸入:
s = "aa"
p = "a*"
輸出: true
解釋: 因?yàn)?'*' 代表可以匹配零個(gè)或多個(gè)前面的那一個(gè)元素, 在這里前面的元素就是 'a'。因此,字符串 "aa" 可被視為 'a' 重復(fù)了一次。
示例 3:
輸入:
s = "ab"
p = ".*"
輸出: true
解釋: ".*" 表示可匹配零個(gè)或多個(gè)('*')任意字符('.')。
示例 4:
輸入:
s = "aab"
p = "c*a*b"
輸出: true
解釋: 因?yàn)?'*' 表示零個(gè)或多個(gè),這里 'c' 為 0 個(gè), 'a' 被重復(fù)一次。因此可以匹配字符串 "aab"。
示例 5:
輸入:
s = "mississippi"
p = "mis*is*p*."
輸出: false
s 可能為空,且只包含從 a-z 的小寫字母。
p 可能為空,且只包含從 a-z 的小寫字母以及字符 . 和 *,無(wú)連續(xù)的 '*'。
遞歸解法:
public boolean isMatch(String t, String p) {
// 遞歸的邊界值,當(dāng)t的長(zhǎng)度為0的時(shí)候
if (t.length()==0) {
// p必須是(字符+*)的結(jié)構(gòu),所以長(zhǎng)度需要為偶數(shù)
if (p.length()%2!=0) return false;
// 查找*號(hào),如果有單獨(dú)的字符,立刻返回false
for (int i = 0; i < p.length(); i+=2) {
if (p.charAt(i)!='*') {
return false;
}
}
return true;
}
// 當(dāng)p為""的時(shí)候返回false
if (p.length()==0) {
return false;
}
// 獲取t和p第一位
char t0 = t.charAt(0),p0 = p.charAt(0),p1 = 0;
// p1為p的第二位
if (p.length()>1) {
p1 = p.charAt(1);
}
// 如果p1不為*號(hào),則當(dāng)前位必須匹配
if (p1!='*') {
// t0==p0或者p0為'.',當(dāng)前位置匹配成功,匹配后續(xù)
if (t0==p0||p0=='.') {
return isMatch(t.substring(1),p.substring(1));
} else {
return false;
}
} else {
// p1為*號(hào),則存在兩種情況
// 1.c*為空
// 2.c*為多個(gè)c
// 匹配當(dāng)前字段
if (t0==p0||p0=='.') {
// 當(dāng)前字段匹配成功,則有兩種情況
// 1.后續(xù)需要再次匹配
// 2.跳過c*的匹配
return isMatch(t.substring(1),p) || isMatch(t,p.substring(2));
} else {
// 匹配失敗,嘗試匹配跳過c*的部分
return isMatch(t,p.substring(2));
}
}
}
動(dòng)態(tài)規(guī)劃解法:
// 正序解法,從長(zhǎng)度0到長(zhǎng)度n
public boolean isMatch(String t, String p) {
int n = t.length();
int m = p.length();
boolean[][] dp = new boolean[n + 1][m + 1];
// dp數(shù)組里包含了從長(zhǎng)度為0,到長(zhǎng)度為n,m的所有情況
for (int i = 0; i <= n; i++) {
for (int j = 0; j <= m; j++) {
// 空正則串的情況
if (j == 0) {
// 空正則的情況下,只有t為空字符串的時(shí)候匹配為true
dp[i][j] = (i == 0);
} else {
//非空正則分為兩種情況
// 長(zhǎng)度為j的正則字符串的最后一個(gè)字符為“*”
// 與不為“*”的情況
if (p.charAt(j - 1) != '*') {
// 當(dāng)前正則串的字符的尾字符不是“*”
// 字符床長(zhǎng)度都大于0,且尾字符相等,或者p的尾字符為'.'的時(shí)候,當(dāng)前字符匹配成功,dp[i][j]=dp[i-1][j-1]
// 否則匹配失敗使用默認(rèn)的false
if (i > 0 && j > 0 && (t.charAt(i - 1) == p.charAt(j - 1) || p.charAt(j - 1) == '.')) {
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
}
} else {
// 當(dāng)前正則串的字符的尾字符是“*”
// 假設(shè)c*的個(gè)數(shù)為0,則直接忽略正則的兩個(gè)字符
if (j >= 2 ) {
dp[i][j] = dp[i][j - 2];
}
// c*匹配多個(gè)字符的時(shí)候
// t的長(zhǎng)度必須大于1,否則按照c*為0即可獲得true
// 接下來判斷正則字符串p的倒數(shù)第二個(gè)字符和t的尾巴字符是否相等
// 或者是否為'.'
// 滿足條件,則當(dāng)前字符匹配成功
if (i >= 1 && j >= 2 && (t.charAt(i - 1) == p.charAt(j - 2) || p.charAt(j - 2) == '.')) {
// 當(dāng)前字符匹配功后,即可忽略t的尾字符串
// 即d[i][j] = dp[i-1][j]
// 這里或上c*個(gè)數(shù)為0的情況,得到最后結(jié)果
dp[i][j] |= dp[i - 1][j];
}
}
}
}
}
// 返回長(zhǎng)度為n,m的兩個(gè)字符串的匹配結(jié)果
return dp[n][m];
}
// 逆序解法,從最后一個(gè)字符開始匹配
public boolean isMatch(String t, String p) {
// 存儲(chǔ)匹配狀態(tài),默認(rèn)為false
boolean[][] memo = new boolean[t.length()+1][p.length()+1];
// 初始化""與""的匹配結(jié)果,為true
memo[t.length()][p.length()] = true;
// i代表t的第i位,j代表p的第j位
// i = t.length 代表 ""
for (int i = t.length();i>=0;i--) {
for (int j = p.length() - 1; j >= 0; j--) {
// 如果t[i]==p[j]或者p[j]=='.' 則認(rèn)為當(dāng)前字符匹配成功
boolean first = i < t.length() && (t.charAt(i) == p.charAt(j) || p.charAt(j) == '.');
// 如果p[j]后面跟了一個(gè)*號(hào)
if (j + 1 < p.length() && p.charAt(j + 1) == '*') {
// 將c*視為0個(gè)的時(shí)候,即當(dāng)前跳過p[j]和p[j+1](c*兩個(gè)字符)匹配t[i]與p[j+2]
// 將c*視為多個(gè)的時(shí)候,即視作當(dāng)前字符匹配成功與匹配t[i+1]與p[j]的結(jié)果
// ("ab"匹配"a*b",在"b"與"a*b"的匹配中,走了a*為0的條件)
// ex : t[aa] p[a*] memo[2][2] = true
// ex : t[2] p[2->0] memo[2][1] = false memo[2][0] = true
// ex : t[1] p[2->0] memo[1][2] = false memo[1][1] = false memo[1][0] = true
// ex : t[0] p[2->0] memo[0][2] = false memo[0][1] = false memo[0][0] = true
memo[i][j] = memo[i][j + 2] || first && memo[i + 1][j];
} else {
// p[j]后面沒有*號(hào)
// 判斷當(dāng)前字符是否相等與t[i+1] p[j+1] 匹配結(jié)果
memo[i][j] = first && memo[i + 1][j + 1];
}
}
}
// 返回t[0]和p[0]的比較結(jié)果
return memo[0][0];
}