LeetCode 10. Regular Expression Matching

114 阅读2分钟

开启掘金成长之旅!这是我参与「掘金日新计划 · 12 月更文挑战」的第40天,点击查看活动详情

LeetCode 10. Regular Expression Matching

给你一个字符串 s 和一个字符规律 p,请你来实现一个支持 '.' 和 '*' 的正则表达式匹配。

  • '.' 匹配任意单个字符
  • '*' 匹配零个或多个前面的那一个元素

所谓匹配,是要涵盖 整个 字符串 s的,而不是部分字符串。

 

示例 1:

输入: s = "aa", p = "a"
输出: false
解释: "a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。

示例 2:

输入: s = "aa", p = "a*"
输出: true
解释: 因为 '*' 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 'a'。因此,字符串 "aa" 可被视为 'a' 重复了一次。

示例 3:

输入: s = "ab", p = ".*"
输出: true
解释: ".*" 表示可匹配零个或多个('*')任意字符('.')。

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 20
  • 1 <= p.length <= 30
  • s 只包含从 a-z 的小写字母。
  • p 只包含从 a-z 的小写字母,以及字符 . 和 *
  • 保证每次出现字符 * 时,前面都匹配到有效的字符

算法

(动态规划) O(nm)
设状态 f(i,j) 表示字符串 s 的前 i 个字符和字符串 p 的前 j 个字符能否匹配。这里假设 s 和 p 的下标均从 1 开始。初始时,f(0,0)=true。
平凡转移 f(i,j)=f(i,j) or f(i−1,j−1),当 i>0 且 s(i) == p(j) || p(j) == '.'。
当 p(j) == '' 时,若 j>=2,f(i,j)可以从 f(i,j−2) 转移,表示丢弃这一次的 '' 和它之前的那个字符;若 i>0 且 s(i) == p(j - 1),表示这个字符可以利用这个 '',则可以从 f(i−1,j) 转移,表示利用 ''。
初始状态 f(0,0)=true;循环枚举 i 从 0 到 n;j 从 1 到 m。因为 f(0,j) 有可能是有意义的,需要被转移更新。
最终答案为 f(n,m)。

时间复杂度

状态数为 O(nm),每次转移仅需常数时间,故总时间复杂度为 O(nm)。

空间复杂度

状态数为 O(nm),则需要 O(nm) 的数组存储状态。

C++ 代码

class Solution {
public:
    bool isMatch(string s, string p) {
        int n = s.length(), m = p.length();
        vector<vector<bool>> f(n + 1, vector<bool>(m + 1, false));
        s = " " + s;
        p = " " + p;
        f[0][0] = true;
        for (int i = 0; i <= n; i++)
            for (int j = 1; j <= m; j++) {
                if (i > 0 && (s[i] == p[j] || p[j] == '.'))
                    f[i][j] = f[i][j] | f[i - 1][j - 1];
                if (p[j] == '*') {
                    if (j >= 2)
                        f[i][j] = f[i][j] | f[i][j - 2];
                    if (i > 0 && (s[i] == p[j - 1] || p[j - 1] == '.'))
                        f[i][j] = f[i][j] | f[i - 1][j];
                }
            }
        return f[n][m];
    }
};