让LeetCode不再枯燥，学实现`strStr()`，见证暴力之美！

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2024-02-15 06:26:56

LeetCode经典题解：暴力法破解字符串匹配难题strStr()

字符串匹配的巧妙解法

字符串匹配是程序设计中一项常见而重要的任务。在LeetCode题库中，有一道经典题目strStr()，它考察了这一技能。这道题看似简单，但它蕴含着巧妙的算法思想，让我们一起探索如何使用暴力法解决它。

题目解析

给定两个字符串haystack和needle，你的任务是找到needle在haystack中首次出现的索引。如果needle不存在于haystack中，则返回-1。

暴力法简介

解决strStr()问题有多种方法，其中最直接的便是暴力法。暴力法是一种简单粗暴的算法，它通过逐个比较haystack中的每个字符与needle中的每个字符来判断是否匹配。

代码实现

以下是使用JavaScript实现暴力法的代码：

/**
 * 暴力法实现strStr
 *
 * @param haystack 输入字符串
 * @param needle 子字符串
 * @return 子字符串在输入字符串中首次出现的索引，如果不存在则返回-1
 */
const strStr = (haystack, needle) => {
  if (needle === "") {
    return 0;
  }
  const haystackLength = haystack.length;
  const needleLength = needle.length;
  for (let i = 0; i <= haystackLength - needleLength; i++) {
    let j = 0;
    while (j < needleLength && haystack[i + j] === needle[j]) {
      j++;
    }
    if (j === needleLength) {
      return i;
    }
  }
  return -1;
};

算法分析

暴力法的复杂度为O(mn)，其中m为haystack的长度，n为needle的长度。最坏情况下，需要比较haystack中的每个字符与needle中的每个字符，所以时间复杂度为O(mn)。

优化技巧

虽然暴力法简单易懂，但其效率并不高。为了提高暴力法的效率，我们可以使用一些优化技巧：

长度预检查： 在比较之前，先检查needle的长度是否大于haystack的长度。如果needle的长度大于haystack的长度，则直接返回-1。
滚动哈希算法： 在比较过程中，我们可以使用滚动哈希算法来提高效率。滚动哈希算法是一种快速计算字符串哈希值的方法，它可以在O(1)时间内计算字符串的哈希值。
Knuth-Morris-Pratt (KMP)算法： 我们还可以使用KMP算法来提高效率。KMP算法是一种字符串匹配算法，它可以预处理needle字符串，然后在O(m+n)时间内找到needle在haystack中的首次出现索引。