剑指offer 18- 正则表达式匹配

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(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。
样例

输入:

s="aa"
p="a*"

输出:true

分析:

状态表示:f[i][j]表示p从j开始到结尾,是否能匹配s从i开始到结尾
状态转移:

如果p[j+1]不是通配符'',则f[i][j]是真,当且仅当s[i]可以和p[j]匹配,且f[i+1][j+1]是真;
如果p[j+1]是通配符'
',则下面的情况只要有一种满足,f[i][j]就是真;
f[i][j+2]是真;
s[i]可以和p[j]匹配,且f[i+1][j]是真;

第1种情况下的状态转移很好理解,那第2种情况下的状态转移怎么理解呢?

最直观的转移方式是这样的:枚举通配符'*'可以匹配多少个p[j],只要有一种情况可以匹配,则f[i][j]就是真;
这样做的话,我们发现,f[i][j]除了枚举0个p[j]之外,其余的枚举操作都包含在f[i+1][j]中了,所以我们只需判断
f[i+1][j]是否为真,以及s[i]是否可以和p[j]匹配即可。

时间复杂度分析:n
表示s的长度,m 表示p的长度,总共 nm 个状态,状态转移复杂度 O(1),所以总时间复杂度是 O(nm).

/*
状态表示:f[i][j] 表示s[i,...] 和p[j,...] 相匹配

状态转移:
1.p[j]是正常字符即s[i] == p[j],f[i][j] = f[i+1][j+1];
2.p[j]='.',f[i][j] = f[i+1][j+1];
3.p[j+1]='*'
    3.1 匹配0次,f[i][j] = f[i][j+2]
    3.2 匹配1次,f[i][j] = f[i+1][j]
    3.3 匹配1次也包含在匹配多次里面了
边界情况:
f[n][m] = true;
*/

class Solution {
public:
    int n, m;
    //定义二维状态数组
    vector<vector<int>> f;
    bool isMatch(string s, string p) {
        n = s.size(),  m = p.size();
        f = vector<vector<int>>(n+1, vector<int>(m+1,-1));
        return dp(0, 0, s, p);
    }
    
    bool dp(int x, int y, string& s, string& p) {
        //算过直接返回
        if (f[x][y] != -1) return f[x][y];
        //x,y分别等于最后一个元素时
        if (y==m) return f[x][y] = x==n;
        
        
        bool first_match = x < n && (p[y] == '.' || s[x] == p[y]);
        if (y+1<m && p[y+1] == '*') {
            //3.p[j+1]='*'
            //  3.1 匹配0次,f[i][j] = f[i][j+2]
            //  3.2 匹配1次,f[i][j] = f[i+1][j] && first_match
            //  3.3 匹配1次也包含在匹配多次里面了
            f[x][y] =dp(x, y+2, s, p) || first_match && dp(x+1, y, s, p);
        } else {
            //1.p[j]是正常字符即s[i] == p[j],f[i][j] = f[i+1][j+1];
            //2.p[j]='.',f[i][j] = f[i+1][j+1];
            //这两种情况可以合为1种
            f[x][y] = first_match && dp(x+1, y+1, s, p);
        }
        return f[x][y];
    }
};

参考链接:AcWing

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