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一、题目描述
原文链接：28. 实现 strStr()
具体描述：
实现 strStr() 函数。
给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置（下标从 0 开始）。如果不存在，则返回 -1 。
说明： s 当 needle 是空字符串时，我们应当返回什么值呢？这是一个在面试中很好的问题。 对于本题而言，当 needle 是空字符串时我们应当返回 0 。这与 C 语言的 strstr() 以及 Java 的 indexOf() 定义相符。
示例 1：
输入：haystack = "hello", needle = "ll" 输出：2
示例 2：
输入：haystack = "aaaaa", needle = "bba" 输出：-1
示例 3：
输入：haystack = "", needle = "" 输出：0
提示：
0 <= haystack.length, needle.length <= 5 * 10^4haystack和needle仅由小写英文字符组成
注意：这道题目是判断是否存在子串，并返回起始位置，不是子串的第一个字符在父串首次出现的位置！（尴尬的一比，我刚刚以为就是这样，以为又碰见水题啦！）
二、思路分析
我们统一把haystack称呼为文本串，needle称呼为模式串，题目要求文本串中是否含有模式串，含有的话就返回第一个起始位置！
第一种思路：水题的方式，遍历文本串，依次截取模式串长度，判断是否与模式串相同，相同返回位置就可以了！
第二种思路：大名鼎鼎的KMP算法，专门为判断是否包含字串而出生的算法！（非常的白话文！） 大家做好心里准备，第一次听说这个可能会有点晦涩难懂！没关系，第一次做有个大概，以后就慢慢熟悉了！
第一：什么是KMP算法？ KMP算法就是为了求是否包含模式串的算法！ 如果暴力破解的话，就是两个for循环，第一层就是遍历文本串，定义文本串起始下标，第二层遍历模式串，从文本串的起始下标开始比较，如果相等，继续比较，如果两个字符不相等的时候，下次循环比较还是从模式串的起始位置开始！而KMP不是从起始位置开始，而是通过某种方式判断出那个位置开始！不需要做一些重复的比较！
举个例子： 文本串：aabaabaaf 模式串：aabaaf
第一次遇到不相等的时候，也就是b和f，暴力破解的话就是文本串从第二个a开始和模式串第一个a开始重新比较 KMP算法的话就是，我根据某种规则，我第一层已经走到了aabaab啦，我不从第二个位置开始，我还保持我的位置！第二层我也不从头开始，直接从aab的b开始往后比较，比较到最后发现一样，结果就出来啦！
简单说就是KMP可以让我们不从头开始比较！
第二：如果理解最长前后缀长度？ 那为什么我们不需要从头比较那？这里涉及到了最长前后缀概念！
我们先理解什么叫前缀？ 前缀就是包含首个字符，但是不包含末尾字符，构成的组合都可以叫做前缀！
aabaaf，最后一个a的前缀有那些？（一共五个，注意看列的对应） a aa aab aaba aabaa
什么叫后缀？ 后缀就是不包含首个字符，但是包含末尾字符，构成的组合都可以叫做后缀！
aabaaf，最后一个a的后有那些？（一共五个，注意看列的对应） f af aaf baaf abaaf
那知道了前缀和后缀，什么叫某个字符的最长前后缀长度那？ 就是不包含当前字符的前缀和后缀的相等的最大长度！
aaba的最长前后缀是什么？ 根据上面我们知道了他的前缀是那些，后缀是那些，相等的只有aa，所以说最长前后缀的长度是2！
那这个最长前后缀长度有啥子用嘛！ 我们回到最开始的解释，KMP不从头开始，而是从b开始比较，我们知道模式串f位置的最长前后缀的长度是2，也是b下标的位置，所以可以暂且认为这意味其实位置是最长前后缀长度的位置！
那为什么起始位置正好是最长前后缀长度的位置？
文本串：aabaabaaf 模式串：aabaaf
因为是比较到f的时候，是第一次出现不相等，则意味这前面都相等对吧！ 从模式串的b的位置开始看，前面是aa，f的前面也是aa，两个正好相等;所以可以从b开始，也正好是最长前后缀的长度的位置！good！！！！
第三：如何求next数组？ 既然理解了最长前后缀长度的位置正好是重新比较的位置，那问题来了，怎么代码求出最长前后缀长度那？ 这里我们先统一一个名字，next数组用来存储模式串每个字符对应的最长前后缀长度！
第一步：初始化
// 第一步：初始化数据
int j = 0; // j 表示 前缀末尾下标，还表示最长前后缀长度
next[j] = 0;
int i = 1;// i 表示 后缀末尾下标
此时需要遍历模式串的for循环，来个next数组依次赋值！
for (i = 1; i < s.length(); i++){}
下面都是循环体的内容！
第二步：前缀末尾字符不等于后缀末尾字符
// 第二步：如果前缀末尾不等于后缀末尾，注意是while循环！
while (j > 0 && s.charAt(i) != s.charAt(j)){
j = next[j - 1];// j回到上一个j的位置
}
第三步：前缀末尾字符等于后缀末尾字符
// 第三步：前缀末尾等于后缀末尾
if (s.charAt(i) == s.charAt(j)){// 注意是if，因为i，j代表的就是末尾，末尾相等啦，相等的前后缀长度+1,j++
j++;
}
第四步：next数组复制
// 第四步：next[i] 赋值，j代表最长前后缀长度！
next[i] = j;
三、AC代码
水题方式：
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
if ("".equals(needle) == true) return 0;
for (int i = 0; i < haystack.length(); i++){
if (haystack.length() - i < needle.length()) return -1;
sb = new StringBuilder(haystack.substring(i, needle.length() + i));
if (needle.equals(sb.toString()) == true) return i;
}
return -1;
}
}
kmp方式：
class Solution {
public void getNext(int[] next, String s){
// 第一步：初始化数据
int j = 0; // j 表示 前缀末尾下标，还表示最长公共前后缀长度
next[j] = 0;
if (s.length() == 1){
return;
}
int i = 1;// i 表示 后缀末尾下标
for (i = 1; i < s.length(); i++){
// 第二步：如果前缀末尾不等于后缀末尾，注意是while循环！
while (j > 0 && s.charAt(i) != s.charAt(j)){
j = next[j - 1];// j回到上一个j的位置
}
// 第三步：前缀末尾等于后缀末尾
if (s.charAt(i) == s.charAt(j)){// 注意是if，因为i，j代表的就是末尾，末尾相等啦，j++
j++;
}
// 第四步：next[i] 赋值
next[i] = j;
}
}
public int strStr(String haystack, String needle) {
if (needle.length() == 0) return 0;
int[] next = new int[needle.length()];
getNext(next, needle);
int j = 0;
for (int i = 0; i < haystack.length(); i++){
while (j > 0 && haystack.charAt(i) != needle.charAt(j)){
j = next[j - 1];
}
if (haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)){
j++;
}
if (j == needle.length()){
return i - needle.length() + 1;
}
}
return -1;
}
}
四、总结
- kmp算法！
感谢大家的阅读，我是Alson_Code，一个喜欢把简单问题复杂化，把复杂问题简单化的程序猿！ ❤
