【Java】 剑指offer(19) 正则表达式匹配

本文参考自《剑指offer》一书，代码采用Java语言。

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题目

　　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"及"ab*a"均不匹配。

思路

　　使用函数matchCore(char[] str, int indexOfStr, char[] pattern, int indexOfPattern) 来实现每一步的比较（递归）。

　　（1）当模式中第二个字符不为“*”时：若当前字符相等，则字符串和模式都后移一个字符，继续调用函数进行比较；若不相等，则返回false。

　　（2）当模式中第二个字符为“*”时：若当前字符不相等，则模式后移两个字符，继续比较；若当前字符相等，则有三种情况：

　　　　1）字符串字符位置不变，模式后移两个字符，继续比较；  //x*被忽略

　　　　2）字符串后移一个字符，模式后移两个字符，继续比较；

　　　　3）字符串后移一个字符，模式字符位置不变，继续比较。

　　三种情况使用“||”进行并列比较。

注意点

　　时刻要注意数组是否越界！

测试算例

　　1.功能测试（模式中包含普通字符、“.”、“*”；匹配情况；不匹配情况）

　　2.特殊测试（null，空字符串）

完整Java代码

（含测试代码)

package _19;

/**
 *
 * @Description 面试题19：正则表达式匹配
 *
 * @author yongh
 * @date 2018年9月21日 上午8:12:06
 */

// 题目：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"及"ab*a"均不匹配。

public class RegularExpressions {
	public boolean match(char[] str, char[] pattern) {
		if (str == null || pattern == null)
			return false;
		return matchCore(str, 0, pattern, 0);
	}

	private boolean matchCore(char[] str, int indexOfStr, char[] pattern, int indexOfPattern) {
		if (indexOfStr == str.length && indexOfPattern == pattern.length)
			return true;
		if (indexOfStr < str.length && indexOfPattern == pattern.length)
			return false;
		if (indexOfPattern + 1 < pattern.length && pattern[indexOfPattern + 1] == '*') {
			if ((indexOfStr < str.length && pattern[indexOfPattern] == '.')
					|| (indexOfStr < str.length && pattern[indexOfPattern] == str[indexOfStr])) {
				return matchCore(str, indexOfStr, pattern, indexOfPattern + 2)
						|| matchCore(str, indexOfStr + 1, pattern, indexOfPattern)
						|| matchCore(str, indexOfStr + 1, pattern, indexOfPattern + 2);
			} else {
				return matchCore(str, indexOfStr, pattern, indexOfPattern + 2);
			}
		}
		if (indexOfStr < str.length && (pattern[indexOfPattern] == str[indexOfStr] || pattern[indexOfPattern] == '.'))
			return matchCore(str, indexOfStr + 1, pattern, indexOfPattern + 1);
		return false;
	}

	// ==========测试代码=========
	void test(String testName, char[] str, char[] pattern, boolean expected) {
		System.out.print(testName + ":");
		if (match(str, pattern) == expected)
			System.out.println("passed!");
		else
			System.out.println("failed!");
	}

	void test1() {
		char[] str = {};
		char[] pattern = { '.' };
		test("test1", str, pattern, false);
	}

	void test2() {
		char[] str = {};
		char[] pattern = { '.', '*' };
		test("test2", str, pattern, true);
	}

	void test3() {
		char[] str = { 'a' };
		char[] pattern = { '.', '*' };
		test("test3", str, pattern, true);
	}

	void test4() {
		char[] str = {};
		char[] pattern = {};
		test("test4", str, pattern, true);
	}

	void test5() {
		char[] str = null;
		char[] pattern = null;
		test("test5", str, pattern, false);
	}

	void test6() {
		char[] str = { 'a', 'b', 'b' };
		char[] pattern = { 'a', 'b', 'b', '*', 'b' };
		test("test6", str, pattern, true);
	}

	void test7() {
		char[] str = { 'a' };
		char[] pattern = { 'a', 'a', '*' };
		test("test7", str, pattern, true);
	}

	public static void main(String[] args) {
		RegularExpressions demo = new RegularExpressions();
		demo.test1();
		demo.test2();
		demo.test3();
		demo.test4();
		demo.test5();
		demo.test6();
		demo.test7();
	}
}

　　

test1:passed!
test2:passed!
test3:passed!
test4:passed!
test5:passed!
test6:passed!
test7:passed!

RegularExpressions

收获

　　1.涉及到数组的情况下，一定要时刻注意数组越界问题！

　　2.对于每一步都是采用相同判断方法的题目，可以采用递归函数来实现

　　3.思维一定要全面，把握住关键矛盾，将每种情况考虑清楚。例如这道题，关键就在于第二个字符是否为“*”，确定关键问题后，分析清楚每一种情况即可

　　4.代码第29行的 indexOfStr < str.length 一定要记得加，否则可能会出现重复执行第32行的情况。

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