题目:

给定一个字符串 haystack 和一个子字符串 needle,要求在 haystack 中找出 needle 第一次出现的索引位置,如果不存在则返回 -1

引言:

"实现 strStr()" 是一个字符串处理问题,要求在一个字符串中查找另一个子字符串的位置。解决这个问题需要对字符串操作有深刻理解,同时需要注意边界情况和索引的处理。通过解答这个问题,我们可以提升对字符串操作、子字符串匹配和问题规模的考虑,同时也能拓展对字符串索引操作和处理的应用。

算法思路:

我们可以使用双指针方法来解决这个问题。具体思路如下:

  1. 遍历主字符串 haystack,对于每个位置 i,检查是否存在以 i 为起始的长度为 needle.length() 的子字符串与 needle 相等。
  2. 在遍历过程中,比较 haystackii + needle.length() - 1 的子字符串与 needle 是否相等。
  3. 如果相等,则说明找到了匹配的子字符串,返回当前的索引 i
  4. 如果遍历结束仍未找到匹配的子字符串,则返回 -1

代码实现:

以下是使用 Java 实现的 "实现 strStr()" 算法的示例代码:

public class StrStr {
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        int haystackLen = haystack.length();
        int needleLen = needle.length();
        
        for (int i = 0; i <= haystackLen - needleLen; i++) {
            if (haystack.substring(i, i + needleLen).equals(needle)) {
                return i;
            }
        }
        
        return -1;
    }
}

算法分析:

  • 时间复杂度:遍历主字符串一次,对于每个位置需要比较长度为 needle.length() 的子字符串,所以时间复杂度为 O((n - m + 1) * m),其中 n 是主字符串的长度,m 是子字符串的长度。
  • 空间复杂度:只需要常数级别的额外空间,所以空间复杂度为 O(1)。

示例和测试:

假设给定主字符串 haystack"hello",子字符串 needle"ll",根据算法,可以在 haystack 中找到 needle 的第一次出现的索引位置为 2

我们可以使用以下代码进行测试:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StrStr solution = new StrStr();
        String haystack = "hello";
        String needle = "ll";
        int index = solution.strStr(haystack, needle);
        
        System.out.println("Index of needle in haystack: " + index);
    }
}

总结:

"实现 strStr()" 算法问题要求在主字符串中找出子字符串第一次出现的索引位置,是一个考察字符串处理和子字符串匹配的问题。通过实现这个算法,我们可以提升对字符串操作、子字符串匹配和问题规模的考虑,同时也能拓展对字符串索引操作和处理的应用。这个问题强调了在解决编程难题时,如何使用双指针方法来进行字符串子字符串的匹配和操作的重要性。

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