【算法与数据结构相关】【LeetCode】【28 实现strStr()】【Python】

题目：实现 strStr() 函数。给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回  -1。

示例：

输入: haystack = "hello", needle = "ll"
输出: 2
输入: haystack = "aaaaa", needle = "bba"
输出: -1

思路：字符串匹配有一种比较经典和高效的算法：KMP，一般我们在做字符串匹配时是这么做的：

1. 比较needle和haystack的第一个字符是否相同，若相同则比较第二个字符，以此类推。若中间某个字符不相同则跳到2，若所有字符均相同则返回第一个字符的位置。
2. 将needle整体后移一个字符，重复执行步骤1

在介绍KMP之前，先介绍一个定义，字符串最长前缀：指的是使一个字符串的前k的字符与最后的k个字符相同的最大k值，比如“abcdabc”的最长前缀是3，因为前三个字符“abc”与后三个字符“abc”相同。

KMP算法的高效之处在于其改进了当前不匹配的情况下needle字符串整体后移的策略，具体来说步骤如下：

1. 当前位置needle和haystack不匹配，但是二者前几个字符是相同的，令其为A，长度为M
2. 寻找A的最长前缀，其长度为N
3. needle整体向后移动M-N个长度，重新进行匹配

代码：

class Solution:
    def get_max_substr(self,a_str):
        max_lenth = 0
        for i in range(1,len(a_str)):
            if a_str[:i] == a_str[len(a_str)-i:] and i != len(a_str):
                if i > max_lenth:
                    max_lenth = i
        return a_str[:max_lenth]
    def strStr(self, haystack, needle):
        """
        :type haystack: str
        :type needle: str
        :rtype: int
        """
        i = 0
        if not needle:
            return 0
        if not needle in haystack:
            return -1
        while i <= len(haystack)-len(needle):
            matching = True
            for j in range(len(needle)):
                if haystack[i+j] == needle[j]:
                    continue
                else:
                    matching = False
                    if j < 2:
                        i += 1
                        break
                    else:
                        matching_str = needle[:j]
                        max_substr = Solution.get_max_substr(self,matching_str)
                        i += (len(matching_str)-len(max_substr))
                        break
            if matching:
                return i