题目:
Implement regular expression matching with support for ‘.‘ and ‘*‘.
‘.‘ Matches any single character.
‘*‘ Matches zero or more of the preceding element.
The matching should cover the entire input string (not partial).
Some Examples:
isMatch("aa","a") → false
isMatch("aa","aa") → true
isMatch("aaa","aa") → false
isMatch("aa", "a*") → true
isMatch("aa", ".*") → true
isMatch("ab", ".*") → true
isMatch("aab", "c*a*b") → true
isMatch("aab", ".*a") → false
isMatch("aab", ".*ab") → true
官方难度:
Hard
翻译:
实现字符串正则表达式匹配,支持特殊符号"."和"*"。
"."可以匹配任意单个字符。
"*"可以匹配0个或更多的在*之前的字符。
匹配算法应该能够匹配以下所有的例子,而非部分。
例子:
isMatch("aa","a") → false
isMatch("aa","aa") → true
isMatch("aaa","aa") → false
isMatch("aa", "a*") → true
isMatch("aa", ".*") → true
isMatch("ab", ".*") → true
isMatch("aab", "c*a*b") → true
isMatch("aab", ".*a") → false
isMatch("aab", ".*ab") → true
思路:
1.只考虑正则表达式的匹配字符串只包括"*"和"."两种特殊符号,其余特殊符号(包括括号)不在考虑范围之内。
2.以待解析的字符串长度为基准,开始遍历。
3.如果遍历途中,出现待解析字符串尚存,而正则字符串不在了,或反之的情况,返回失败。
4.从第一个字符开始,不考虑特殊符号的情况下,若匹配,进行待解析和正则字符串的下一个匹配工作。
5.特殊字符串"."单独出现的情况,当次匹配直接通过。
6.特殊字符串"*"单独出现的情况,计算"*"上一个字符在待解析字符串中的长度,待解析字符串在下次计算中会跳过那个长度(包括0的情况)。
7.特殊字符串".*"组合出现的情况,这种情况可以匹配,任意长,任意内容的字符串。如".*"可以匹配"abhsjksdhak",".*a"可以匹配"dhaudhjoaidhaida"但是不能匹配"bdab"。
8.出现7的情况,需要考虑,遍历待解析字符串剩余部分,能否匹配正则字符串".*"之后的部分。如"ab.*c.d"和"abctucid",需要依次检查"ctucid"是否匹配"c.d","tucid"是否匹配"c.d",直至"d"是否匹配"c.d",只要存在一次匹配成功,就返回true。
解题中可能遇到的困难:
1.注意待解析字符串遍历完毕之后,需要对正则字符串的长度做检验。
2.".*"的处理的方法,是和任意字符+"*"的方法写在一起的,返回值是一个长度,注意处理结束返回一个特殊值,不要影响其他操作。
解题代码:
1 private static boolean method(String str, String regularStr) { 2 String strWithoutHead = str; 3 String regularStrWithoutHead = regularStr; 4 int alreadyMatchedLength = 0; 5 // 待处理的正则字符串 6 String regularStrToDeal = null; 7 int strLengthToReduce; 8 while (alreadyMatchedLength < str.length()) { 9 // 因为退出条件是解析完成字符串长度=原长度, 10 // 所以一次循环完成时,要判断一下,正则的长度够不够 11 if (regularStrWithoutHead.length() == 0) { 12 return false; 13 } 14 if (regularStrWithoutHead.length() > 1 && regularStrWithoutHead.substring(1, 2).equals("*")) { 15 // 第二个数是"*"情况 16 regularStrToDeal = regularStrWithoutHead.substring(0, 2); 17 // 考虑到".*"的情况,把剩余整个正则和待处理字符串传进去 18 strLengthToReduce = matchStarLength(strWithoutHead, regularStrWithoutHead); 19 // ".*"的特殊处理,因为有递归,这里就是一个出口 20 if (strLengthToReduce == -1) { 21 return true; 22 } else if (strLengthToReduce == -2) { 23 return false; 24 } 25 } else { 26 // 单个匹配情况 27 regularStrToDeal = regularStrWithoutHead.substring(0, 1); 28 if (!singleStringMatch(strWithoutHead.substring(0, 1), regularStrToDeal)) { 29 return false; 30 } 31 strLengthToReduce = 1; 32 } 33 // 增加已处理的字符串长度 34 alreadyMatchedLength += strLengthToReduce; 35 // 去头 36 strWithoutHead = str.substring(alreadyMatchedLength); 37 regularStrWithoutHead = regularStrWithoutHead.substring(regularStrToDeal.length()); 38 } 39 // 待解析完成,但正则还有 40 if (regularStrWithoutHead.length() > 0) { 41 return false; 42 } 43 return true; 44 } 45 46 // 单个字符匹配问题 47 private static boolean singleStringMatch(String str, String regularStr) { 48 // 特殊符号"."处理 49 if (regularStr.equals(".")) { 50 return true; 51 } else if (str.equals(regularStr)) { 52 return true; 53 } 54 return false; 55 } 56 57 // 由于"*"一定会匹配成功,返回原字符串的匹配长度 58 // str不是原字符串,是"*"开始匹配的第一个位置 59 private static int matchStarLength(String str, String regularString) { 60 int length = 0; 61 if (regularString.substring(0, 1).equals(".")) { 62 // 最最最烦的一点:".*"处理 63 // 先把对应的正则字符串去掉".*" 64 String regularRemain = regularString.substring(2); 65 // ".*"之后不跟,匹配一切 66 if (regularRemain.equals("")) { 67 // 返回剩下的字符串长度 68 return str.length(); 69 } 70 // 用余下的东西递归 71 for (int i = 0; i < str.length(); i++) { 72 String remain = str.substring(i); 73 // 开始递归 74 if (method(remain, regularRemain)) { 75 // 只要出现true,直接整个都可以匹配 76 return -1; 77 } 78 } 79 // 余下的都不成功,表示整个不匹配 80 return -2; 81 } else { 82 // 正常字符+"*" 83 String regularInUse = regularString.substring(0, 1); 84 for (int i = 0; i < str.length(); i++) { 85 if (regularInUse.equals(str.substring(i, i + 1))) { 86 length++; 87 } else { 88 break; 89 } 90 } 91 } 92 return length; 93 }
测试代码地址:
https://github.com/Gerrard-Feng/LeetCode/blob/master/LeetCode/src/com/gerrard/algorithm/hard/Q010.java
LeetCode题目地址:
https://leetcode.com/problems/regular-expression-matching/
PS:写完才发现,不使用循环待解析字符串,直接对剩余的字符串使用递归,可能是一种更好的思想。
PPS:如有不正确或提高效率的方法,欢迎留言,谢谢!