算法题-正则表达式匹配

这题是剑指offer上的,我弄了一段时间才想清楚逻辑。

题目描述

请实现一个函数用来匹配包括'.'和''的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符,而''表示它前面的字符可以出现任意次(包含0次)。 在本题中,匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如,字符串"aaa"与模式"a.a"和"abaca"匹配,但是与"aa.a"和"ab*a"均不匹配

//s, pattern都是字符串
function match(s, pattern)
{
    
}

解这题只需要几行代码:

//s, pattern都是字符串
function match(s, pattern)
{
    var reg=new RegExp("^" + pattern + "$");
    return reg.test(s);
}

利用了JS自带的RegExp对象,但这样做对自身技术不会有提高,所以我们得思考如何不用库函数解题

思路

两个参数s和pattern都为字符串,根据题目意思,我们要做的就是比较这两个字符串是否相等。但我们不能直接简单的做比较,因为第二个字符串中出现 .* 时有特殊作用,例如aaa和a*这两个字符串是相等的

一.特殊情况

  • s和pattern都为空,必定匹配,返回true
  • s非空,而pattern空,返回false
  • 而如果s空,pattern非空,返回true还是false呢?
    答案是:不一定
    例如第二个字符串为aaa*,还是会匹配成功,因为a可以出现0次。

二.通用情况

考虑完特殊情况,我们开始匹配第一个字符,匹配只有两种可能,匹配成功或是失败。
考虑到pattern下一个字符可能是*,我们分两种情况讨论

  • pattern下一个字符为*
  • pattern下一个字符不为*

1. pattern下一个字符不为*

这种情况比较简单,直接比较当前字符是否相等,相等则继续匹配下一个(递归),不相等返回false。
注意 这里的相等除了两个字符相同(a===a)这种情况,还有一种情况,就是pattern的当前字符为.,且s的当前字符不为空白符

2. pattern下一个字符为*

这种情况复杂些,因为*可以代表0个、1个或多个。可分两种情况考虑

(1 )*匹配0个字符

str当前字符不变,pattern当前字符后移两位,跳过当前字符和*

(2) *匹配1或n个字符

str当前字符移向下一个,pattern当前字符不变,不匹配时又回到(1)
不变。

这里为什么没有分三种情况呢?
因为匹配1个和多个是可以合并的,例如ab和ab,匹配第一个字符,a与a相同,第一个字符串后移一位变成b,而第二个字符串不变仍为a,b!=a,不匹配,又回到第一步,匹配0个字符,第一个字符串保持不变仍为b,第二个字符串后移两位,即跳过a和,变成b。此时b=b,匹配成功。

代码如下:

istr和ipattern表示字符串下标,如s[0]表示字符串s第一个字符,初始值为0

function matchCore(s,istr,pattern,ipattern) {
    //两个字符串都为空
    if(istr===s.length&&ipattern===pattern.length){
        return true;
    }

    //第一个不空,而模式空返回false
    if(istr!=s.length&&ipattern===pattern.length){
        return false;
    }
    //模式的下一个字符串为*,前一个字符串可出现任意次
    if(pattern[ipattern+1]==='*'){
        //匹配成功分两种情况,1-字符串相等,2-模式字符串为'.'表示任意字符且s不为空字符
      
        if(s[istr]===pattern[ipattern]||(pattern[ipattern]==='.'&&istr!=s.length)){
        
            return  matchCore(s,istr,pattern,ipattern+2) ||matchCore(s,istr+1,pattern,ipattern);
        }
        //匹配失败,模式+2,字符串不动
        return matchCore(s,istr,pattern,ipattern+2);
    }
    //下一个字符不是*,匹配成功则都加1
    if(s[istr]===pattern[ipattern]||(pattern[ipattern]==='.'&&istr!=s.length)){
        return matchCore(s,istr+1,pattern,ipattern+1);
    }
    return false;
}
function match(s, pattern)
{
     if(s==null||pattern==null){
        return false;
    }
    return matchCore(s,0,pattern,0);
}

总结

解决问题前先梳理好逻辑与思路,切忌上来就写代码。可以拿草稿纸写写思路或是画画流程图,逻辑清晰,代码就不难写了,写完代码后难免遇到bug,这时候不能停留在console.log(),用debug断点调试效率更高。

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