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找出字符串中第一个匹配项的下标
七崽爱吃小饼干2025/12/28阅读 1专栏 算法合集

找出字符串中第一个匹配项的下标

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:

codeType
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 。

示例 2:

codeType
输入:haystack = "leetcode", needle = "leeto"
输出:-1
解释:"leeto" 没有在 "leetcode" 中出现,所以返回 -1 。

提示:

codeType
1 <= haystack.length, needle.length <= 104
haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

解法:

解法一:暴力法

逐个检测是否匹配,如果不匹配就回退。时间复杂度O(mn)

typescript
function strStr(haystack: string, needle: string): number {
    // 暴力法
    // 逐个检测是否匹配,如果不匹配就回退,时间复杂度应该是O(mn)
    const n = haystack.length
    const m = needle.length
    let i = 0
    while(i<n){
        let j = 0
        while(j<m && i<n){
            if(haystack[i] === needle[j]){
                i++
                j++
                if(j===m){
                    return i - m
                }
            }else{
                i = i - j // 回退
                break
            }
        }
        i++
    }
    return -1
};

解法二:KMP算法

kmp的核心思想就是子串每个位置匹配到后回退的位置是一定的。这只和子串有关,所以可以先用子串求出next数组。求next数组的时间复杂度是O(m),匹配过程时间复杂度是O(n)。最终的时间复杂度是O(m+n)

next数组的本质就是到位置j时,子串的最长公共前缀、后缀。next数组的数值表示在该位置匹配失败时,可以跳过几个字符。

next数组的求解可以暴力获得,但是也可以利用递推的方式求解

具体过程可以看该教程:kmp算法视频

其中比较难以理解的地方在于匹配失败时的回退,在这里C和B匹配失败,需要寻找更短的公共前后缀。

只需要j=next[j-1],也就是3,对应的值next[j]=1,所以最长公共前后缀就变成了1,从该位置继续匹配。
typescript
function strStr(haystack: string, needle: string): number {
    // 数据结构中经典的KMP算法
    // 求出next数组,之后遍历就不需要完全回退了。
    const n = haystack.length
    const m = needle.length
    // kmp的核心思想就是子串每个位置匹配到后回退的位置是一定的。
    // 这只和子串有关,所以可以先用子串求出next数组
    const next = [0]
    let i=1,j=0
    while(i<m){
        // 匹配不成功,j回退
        while (j > 0 && needle[i] !== needle[j]) {
            j = next[j - 1]
        }
        // 匹配成功,一起后移
        if (needle[i] == needle[j]) {
            j++
        }
        next[i] = j
        i++
    }
    i = 0
    j = 0
    while(i<n){
        while(j>0 && haystack[i] !== needle[j]){
            // 匹配不成功,j回退
            j = next[j-1]
        }
        // 匹配成功,两个指针都后移
        if(haystack[i] === needle[j]){
            j++
        }
        if(j === m){ // 完全匹配
            return i - m + 1
        }
        i++
    }
    return -1
};
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