夯实算法-找出字符串中第一个匹配项的下标

题目：找出字符串中第一个匹配项的下标

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 。

示例 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 。

示例 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 。

提示：

• $1 <= haystack.length, needle.length <= 10^4$
• haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

解题思路

去除字符串中不包括目标串以及目标串是空串和两个串相等的情况，剩下的就是遍历haystack，比较第i位与needle的第一位是否相同，并且haystack的i+needle.length-1处与needle串的最后一个字符相等，则进入子循环遍历之间每一位是否相同

1. 要初始化前缀表，记下每一段的最长相等前后缀长度，存入next数组，其实该长度值真正的表示是：最长相等前缀末尾+1元素的下标
   • 定义左右指针，右指针递增
   • 如果左右字符不相等，则回退到相等的情况，没有相等就回到p的开始
   • 相等则最长相等前后缀长度增加，左指针负责增加，右指针负责记录
2. 文本串s和模式串p匹配
   • 定义两个指针i，j分别在两字符串中游走
   • 当匹配失败时，p通过next数组进行回退到匹配相等的情况
   • 否则，逐个匹配，增加匹配长度，一直到完全匹配成功
3. 完全匹配不了，返回-1

代码实现

public int strStr(String haystack, String needle) {
    int len = needle.length();
    if (len == 0) return 0;
    char[] s = haystack.toCharArray();
    char[] p = needle.toCharArray();
    int[] next = new int[len];
    // next 初始化
    for (int left = 0, right = 1; right < len; right++) { //right go forward
        //left 回退
        while (left > 0 && p[left] != p[right]) {
            left = next[left - 1];
        }
        //匹配长度增加
        if (p[left] == p[right]) {
            left++;
        }
        next[right] = left;
    }

    for (int i = 0, j = 0; i < s.length; i++) { //s go forward
        //p回退
        while (j > 0 && s[i] != p[j]) {
            j = next[j - 1];
        }
        //匹配长度增加
        if (s[i] == p[j]) {
            j++;
        }
        //完全匹配
        if (j == len) return i - len + 1;
    }
    return -1;

}

运行结果

复杂度分析

• 空间复杂度：O(n)
• 时间复杂度：O(n)

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