请实现一个函数用来匹配包含'. '和'*'的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符,而'*'表示它前面的字符可以出现任意次(含0次)。在本题中,匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如,字符串"aaa"与模式"a.a"和"ab*ac*a"匹配,但与"aa.a"和"ab*a"均不匹配。
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('.')。
示例 4:
输入:
s = "aab"
p = "c*a*b"
输出: true
解释: 因为 '*' 表示零个或多个,这里 'c' 为 0 个, 'a' 被重复一次。因此可以匹配字符串 "aab"。
示例 5:
输入:
s = "mississippi"
p = "mis*is*p*."
输出: false
- s 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母。
- p 可能为空,且只包含从 a-z 的小写字母以及字符 . 和 *,无连续的 '*'。
分析:
方法:动态规划+DFS
我们可以将 s 的长度设为 m ,p 的长度设为 n,那么字符串 s,p满足一下规律:
- 当 s[m] == p[n] 或者 p[n] == '.' 时,两个字符匹配成功,然后继续匹配 s[m-1],p[n-1]。
- 当 p[n] == '*' 时,表示前一个字符出现 0 或 多次,所以继续匹配 s[m],p[n-2] 和 s[m],p[n-1],如果 s[m] 和 p[n-1] 匹配成功,就继续匹配 s[m-1],p[n-1] 和 s[m-1],p[n-2]。
可以看出该题具有最优子结构,令 f (i, j) 为 s[i] 和 p[j] 匹配的结果,那么可以写出转移方程式:
f ( i, j ) =
- true i < 0 且 j < 0 时
- false (i > 0 且 j < 0) 或 (i < 0 且 j > 0 且 p[ j-1 ] != '*')
- f (i - 1, j - 1) s[ i ] == p[ j ] 或 p[ j ] == '.' 时 ( i > 0 且 j > 0 )
- f (i, j - 2) || f (i, j - 1) p[ j ] == '*' 时 ( i > 0 且 j > 0 )
- f (i - 1, j - 1) || f (i - 1, j) (s[ i ] == p[ j ] 或 p[ j ] == '.') 且 (p[ j+1 ] == '*') 时 ( i > 0 且 j > 0 且 j+1 < p 的长度)
根据转移方程,因为考虑情况较多,我们可以利用深度优先递归(DFS)来实现,具体方式看代码。
时间复杂度:O(m*n) m,n 分别为两个字符串的长度
空间复杂度:O(m*n)
class Solution {
//定义两个字符串的字符列表
char[] ss, ps;
//字符串 p 的长度
int len;
public boolean isMatch(String s, String p) {
ss = s.toCharArray();
ps = p.toCharArray();
len = ps.length;
return dfs(ss.length - 1, ps.length - 1);
}
public boolean dfs(int i, int j){
//都到头了
if(i == -1 && j == -1){
return true;
}
//正则表达式到头,被匹配字符串没到头
if(j < 0){
return false;
}
// '*' 表示 0 个和 1 个的情况
if(ps[j] == '*' && (dfs(i, j-2) || dfs(i, j-1))){
return true;
}
//被匹配字符串到头,正则没到头
if(i < 0){
return false;
}
//两个字符一样或正则为 '.'
if(ss[i] == ps[j] || ps[j] == '.'){
// '*' 表示多个情况
if(j < len-1 && ps[j+1] == '*'){
return dfs(i-1, j) || dfs(i-1, j-1);
}
return dfs(i-1, j-1);
}
return false;
}
}
题目来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/zheng-ze-biao-da-shi-pi-pei-lcof