028.实现 strStr()

本文主要是介绍028.实现 strStr()，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

题意

给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串的第一个匹配项的下标（下标从 0 开始）。如果 needle 不是 haystack 的一部分，则返回 -1 。

难度

简单

示例

例 1

输入：haystack = "sadbutsad", needle = "sad"

输出：0

解释："sad" 在下标 0 和 6 处匹配。

第一个匹配项的下标是 0 ，所以返回 0 。

例 2

输入：haystack = "leetcode", needle = "leeto"

输出：-1

解释："leeto" 没有在 "leetcode" 中出现，所以返回 -1 。

分析 1

对于这道题，我们很容易想到 Java字符串的indexOf()方法，我在二哥的 Java 进阶之路上也帮大家讲过这个方法的实现。

#String 类的 indexOf 方法

indexOf 方法用于查找一个子字符串在原字符串中第一次出现的位置，并返回该位置的索引。来看该方法的源码：

/** 查找字符数组 target 在字符数组 source 中第一次出现的位置。* sourceOffset 和 sourceCount 参数指定 source 数组中要搜索的范围，* targetOffset 和 targetCount 参数指定 target 数组中要搜索的范围，* fromIndex 参数指定开始搜索的位置。* 如果找到了 target 数组，则返回它在 source 数组中的位置索引（从0开始），* 否则返回-1。*/
static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,char[] target, int targetOffset, int targetCount,int fromIndex) {// 如果开始搜索的位置已经超出 source 数组的范围，则直接返回-1（如果 target 数组为空，则返回 sourceCount）if (fromIndex >= sourceCount) {return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);}// 如果开始搜索的位置小于0，则从0开始搜索if (fromIndex < 0) {fromIndex = 0;}// 如果 target 数组为空，则直接返回开始搜索的位置if (targetCount == 0) {return fromIndex;}// 查找 target 数组的第一个字符在 source 数组中的位置char first = target[targetOffset];int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);// 循环查找 target 数组在 source 数组中的位置for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {/* Look for first character. */// 如果 source 数组中当前位置的字符不是 target 数组的第一个字符，则在 source 数组中继续查找 target 数组的第一个字符if (source[i] != first) {while (++i <= max && source[i] != first);}/* Found first character, now look at the rest of v2 */// 如果在 source 数组中找到了 target 数组的第一个字符，则继续查找 target 数组的剩余部分是否匹配if (i <= max) {int j = i + 1;int end = j + targetCount - 1;for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]== target[k]; j++, k++);// 如果 target 数组全部匹配，则返回在 source 数组中的位置索引if (j == end) {/* Found whole string. */return i - sourceOffset;}}}// 没有找到 target 数组，则返回-1return -1;
}

那不就可以用此来解题了啊。

class Solution {public int strStr(String haystack, String needle) {int index = haystack.indexOf(needle);return index;}
}

来看效率：

JDK8 版本的方法签名是：

staticintindexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,char[] target, int targetOffset, int targetCount,int fromIndex)

先来看参数：

source：主字符串的字符数组。
sourceOffset：主字符串的起始偏移量。
sourceCount：主字符串中字符的总数。
target：要查找的子字符串的字符数组。
targetOffset：子字符串的起始偏移量。
targetCount：子字符串中字符的总数。
fromIndex：开始搜索的索引位置。

源码：

   static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,char[] target, int targetOffset, int targetCount,int fromIndex) {if (fromIndex >= sourceCount) {return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);}if (fromIndex < 0) {fromIndex = 0;}if (targetCount == 0) {return fromIndex;}char first = target[targetOffset];int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {/* Look for first character. */if (source[i] != first) {while (++i <= max && source[i] != first);}/* Found first character, now look at the rest of v2 */if (i <= max) {int j = i + 1;int end = j + targetCount - 1;for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]== target[k]; j++, k++);if (j == end) {/* Found whole string. */return i - sourceOffset;}}}return -1;}

再来看逻辑流程：

首先，检查fromIndex是否大于或等于sourceCount。如果是，且targetCount为 0，则返回sourceCount；否则返回-1。
如果fromIndex小于 0，它被设置为 0。
如果targetCount为 0，则直接返回fromIndex，因为空字符串被认为存在于任何位置。
然后，计算最大搜索索引max，这是为了确保搜索时target能够完全位于source中。
接下来，遍历source数组，从sourceOffset + fromIndex开始，直到max，查找与target数组中第一个字符匹配的字符。
一旦找到第一个匹配的字符，就在source中从这个位置开始，尝试匹配整个target数组。
如果所有后续字符都匹配，就返回当前的索引（调整过的，即i - sourceOffset），因为这表示找到了完整的子字符串。
如果遍历完成后未找到匹配的子字符串，则返回-1。

这种实现方式在处理大字符串时效率不如KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，但 JDK 选择了这种更易于理解和实现的方法，足以处理大多数常见的情况。

所以，我们可以按照这个思路来实现我们的strStr()方法。

class Solution {public int strStr(String haystack, String needle) {// 获取主字符串和子字符串的长度int sourceCount = haystack.length();int targetCount = needle.length();// 如果子字符串为空，则根据题目要求返回0if (targetCount == 0) {return 0;}// 获取子字符串的第一个字符，用于后续匹配的起点char first = needle.charAt(0);// 计算搜索的最大起始位置，确保子字符串能够完全位于主字符串中int max = sourceCount - targetCount;// 遍历主字符串for (int i = 0; i <= max; i++) {// 寻找与子字符串第一个字符匹配的字符if (haystack.charAt(i) != first) {// 如果当前字符不匹配，继续向后搜索直到找到匹配的字符或达到最大索引while (++i <= max && haystack.charAt(i) != first);}// 找到第一个字符后，检查剩余的部分是否也匹配if (i <= max) {int j = i + 1; // 设置匹配的下一个字符的索引int end = j + targetCount - 1; // 计算子字符串在主字符串中的结束位置for (int k = 1; j < end && haystack.charAt(j) == needle.charAt(k); j++, k++);// 如果整个子字符串都匹配了，返回其在主字符串中的起始索引if (j == end) {return i;}}}// 如果遍历完成后没有找到匹配的子字符串，返回-1return -1;}
}

如果觉得上面的代码有点复杂，我们可以稍微简化一下：

class Solution {public int strStr(String haystack, String needle) {// 如果 needle 是空字符串，则按照题目要求返回 0if (needle.isEmpty()) {return 0;}// 获取两个字符串的长度int n = haystack.length();int m = needle.length();// 遍历 haystack 字符串for (int i = 0; i <= n - m; i++) {// 从 haystack 的第 i 个字符开始，取一个长度为 m 的子字符串String subStr = haystack.substring(i, i + m);// 比较这个子字符串与 needle 是否相等if (subStr.equals(needle)) {return i; // 如果相等，则返回当前的起始位置}}return -1; // 如果遍历结束都没有找到匹配的位置，则返回 -1}
}

这个方法就非常好懂了，对吧，我们只需要遍历主字符串，然后取出一个长度为子字符串的子串，然后比较两个子串是否相等，如果相等，就返回当前的起始位置。

利用了字符串的 substring() 方法和 equals() 方法，来看一下题解效率：