【每日算法】找出字符串中第一个匹配项的下标 LeetCode

1. 暴力匹配 + 优化

public int StrStr(string haystack, string needle)
{if (needle.Length == 0) return 0;if (haystack.Length < needle.Length) return -1;for (int i = 0; i < haystack.Length - needle.Length + 1; i++){if (haystack[i] == needle[0]){bool isMatch = true;for (int j = 1; j < needle.Length; j++){if (haystack[i + j] != needle[j]){isMatch = false;break;}}if (isMatch) return i;}}return -1;
}

逻辑分析

1. 边界检查：

   • 如果 needle 为空，直接返回 0 。
   • 如果 haystack 比 needle 短，直接返回 -1 。

2. 外层循环：

   • 遍历 haystack 的每一个可能的起始位置 i （从 0 到 haystack.Length - needle.Length ）。

3. 内层匹配：

   • 如果 haystack[i] 和 needle[0] 匹配，则进入内层循环：
     • 逐个比较 haystack[i + j] 和 needle[j] 。
     • 如果发现不匹配，标记 isMatch = false 并跳出内层循环。
   • 如果所有字符都匹配，返回当前起始位置 i 。

4. 时间复杂度：

   • 最坏情况下为 O(n * m) （ n 是 haystack 长度， m 是 needle 长度）。

2. 双指针方法

public int StrStr(string haystack, string needle)
{if (needle.Length == 0) return 0;if (haystack.Length < needle.Length) return -1;int n = haystack.Length;int m = needle.Length;for (int i = 0; i <= n - m; i++){int j = 0;while (j < m && haystack[i + j] == needle[j]){j++;}if (j == m) return i;}return -1;
}

逻辑分析

1. 边界检查：

   • 如果 needle 为空，直接返回 0 。
   • 如果 haystack 比 needle 短，直接返回 -1 。

2. 外层循环：

   • 遍历 haystack 的每一个可能的起始位置 i 。

3. 双指针匹配：

   • 使用指针 j 从 0 开始，逐个比较 haystack[i + j] 和 needle[j] 。
   • 如果字符匹配， j 向后移动；否则跳出循环。
   • 如果 j 移动到 needle 的末尾（ j == m ），说明匹配成功，返回 i 。

4. 时间复杂度：

   • 最坏情况下为 O(n * m) ，但实际运行中可能比你的代码更高效（因为减少了 isMatch 变量的判断）。

3. 两种方法的对比

特性	你的代码	双指针方法
外层循环	遍历所有可能的起始位置 i	同左
内层匹配	使用 isMatch 标记	直接移动指针 j
代码简洁性	稍显冗余（多一个变量）	更简洁
性能	可能稍慢（多一次变量赋值）	可能稍快
适用场景	适合初学者理解	适合追求简洁和效率的场景

4. 为什么双指针更高效？

1. 减少变量操作：

   • 你的代码中每次匹配需要操作 isMatch 变量，而双指针直接通过 j 的移动来判断匹配。

2. 更直接的逻辑：

   • 双指针方法通过 while 循环直接推进 j ，逻辑更紧凑。

5. 示例说明

假设 haystack = "hello" ， needle = "ll" ：

• 暴力匹配 + 优化：

  • i = 2 时， haystack[2] = 'l' 匹配 needle[0] ，进入内层循环：
    • j = 1 ： haystack[3] = 'l' 匹配 needle[1] ， isMatch 保持 true 。
    • 返回 i = 2 。

• 双指针方法：

  • i = 2 时， j 从 0 开始：
    • haystack[2] = 'l' 匹配 needle[0] ， j++ 。
    • haystack[3] = 'l' 匹配 needle[1] ， j++ 。
    • j == 2 ，返回 i = 2 。