28. 找出字符串中第一个匹配项的下标 Golang实现

题目描述：

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 。

思路分析：

在进入主要流程之前应该进行非法行为断定：

• 因为在题目中已经表示了两个字符串不会为空，所以不需要判断是否为空的情况
• 如果模式串比目标串要长，则不可能有符合条件的下标，于是这种情况非法，其余情况正常继续。

找一个模式串在目标串中的起始位置，典型的KMP算法。有两种实现方法：暴力循环和KMP方法。他们的区别在于暴力法的复杂度是O(n^2)和O(m+n)。

暴力循环法：

就是依次从目标串的第一个位置不断开始找，如果达到模式串的长度时的字符串仍然相同，那就说明查找成功。否则从下一个开始的位置进行查找，具体实现如下，重点关注一下两个循环的指针的设计方案。用模式串的长度进行指针挪动可以减少一次循环。

点击查看代码

func strStr(haystack string, needle string) int {
    if len(needle) == 0 {
        return 0
    }
    var i, j int
    // i不需要到len-1
    for i = 0; i < len(haystack)-len(needle)+1; i++ {
        for j = 0; j < len(needle); j++ {
            if haystack[i+j] != needle[j] {
                break
            }
        }
        // 判断字符串长度是否相等
        if len(needle) == j {
            return i
        }
    }
    return -1
}

KMP算法

前缀： 包含第一个字符的子串

KMP算法的核心就是利用之前的匹配过程的信息（最长公共前缀。因为他在匹配的过程中记录最长公共子串的长度，他相当于是对称的===：前面几个长度的字符和后面几个字符的长度是相同的，并且如果next数组（记录当前公共子串的长度）的值不为0，就说明到目前为止模式串和目标串的元素是有相同的的存在的。

即有三种情况：

p []int //寻找LPS的string

next []int //存储LPS的数组

length int //当前最长的LPS长度

• 当前字符串相同的，匹配成功。length++,向后移动
• 匹配失败：当前字符和之前的字符也没有能够组成的LPS，这里需要递归寻找，具体操作方法为：
  
  else if length!=0 {

//只有这个判断条件没有发生i++,即找到相同的为止，要么重新找。这就是递归的体现。

length = lps[length-1]
  
  给一个具体的例子：（来自知乎@凉拌炒鸡蛋）
  
  
  
  当找到下标13的c的时候，发生不匹配现象，但是之前串的length = 5，如果从头开始匹配复杂度就又上去了，所以依然要利用之前的匹配信息，将length-1直到为0看是否匹配。length-1的效果：其实就是不断缩短前缀的长度，看到最新不匹配的位置是否能通过减少字符的方法匹配上，他减少2个字符就匹配上了。
• 实在不匹配就置为0，向后继续匹配。

代码：

点击查看代码

func computeLPSArray(pat string) []int {
  lps:=make([]int,len(pat))
  length:= 0
   //从位置1开始遍历，找最长前缀长度
   for i := 1; i < len(pat);{
       if pat[i]==pat[length] {
           length++
           lps[i] = length
           i++
       }else if length!=0 {
           //只有这个判断条件没有发生i++,即找到相同的为止，要么重新找。这就是递归的体现。
           length = lps[length-1]
       }else {
           lps[i] = 0
           i++
       }
   }
   return lps
}