《劍指offer》 面試題53 ：正則表達式匹配 Java

引言：這道題情況比較復雜，邊界條件較多，為了便於以后復習，整理一下。另外，由於C語言和Java對於字符串的操作存在不一樣的地方，代碼也存在改動。

題目：請實現一個函數用來匹配包含'.'和'*'的正則表達式。模式中的字符‘.’表示任意一個字符，而'*'表示它前面的字符可以出現任意次（含0次）。在本題中，匹配是指字符串的所有字符匹配整個模式。例如，字符串"aaa"與模式"a.a"和"ab*ac*a"匹配，但與"aa.a"及"ab*a"均不匹配。

分析：這道題的核心其實在於分析'*',對於'.'來說，它和任意字符都匹配，可把其當做普通字符。對於'*'的分析，我們要進行分情況討論，當所有的情況都搞清楚了以后，就可以寫代碼了。

在每輪匹配中，Patttern第二個字符是'*'時：

1. 第一個字符不匹配（'.'與任意字符視作匹配），那么'*'只能代表匹配0次，比如'ba'與'a*ba'，字符串不變，模式向后移動兩個字符，然后匹配剩余字符串和模式
2. 第一個字符匹配，那么'*'可能代表匹配0次，1次，多次，比如'aaa'與'a*aaa'、'aba'與'a*ba'、'aaaba'與'a*ba'。匹配0次時，字符串不變，模式向后移動兩個字符，然后匹配剩余字符串和模式；匹配1次時，字符串往后移動一個字符，模式向后移動2個字符；匹配多次時，字符串往后移動一個字符，模式不變；

而當Patttern第二個字符不是'*'時，情況就簡單多了：

1. 如果字符串的第一個字符和模式中的第一個字符匹配，那么在字符串和模式上都向后移動一個字符，然后匹配剩余字符串和模式。
2. 如果字符串的第一個字符和模式中的第一個字符不匹配，那么直接返回false。

好，現在思路已經清楚了，可以看代碼了：

 

package test;
import java.util.Scanner;

public class Question_53 {
    public static boolean match(String input,String pattern){
        if(input==null||pattern==null) return false;
        return matchCore(input,0,pattern,0);
    }
    private static boolean matchCore(String input,int i,String pattern,int p){
        if((input.length()==i)&&(pattern.length()==p)){
            //出口1，input和pattern都到了字符串末尾
            return true;
        }
        if((i!=input.length())&&(pattern.length()==p)){
            //出口2，字符串input沒有到末尾，pattern到了末尾
            return false;
        }
        if((input.length()==i)&&(pattern.length()!=p)){
            //出口3，字符串input到末尾，pattern還沒有到末尾
            return false; 
        }
        
        if((p+1<pattern.length())&&(pattern.charAt(p+1)=='*')){//pattern第二個字符為*
            if((input.charAt(i)==pattern.charAt(p))||(pattern.charAt(p)=='.')){
                //首字母相匹配
                return matchCore(input,i+1,pattern,p+2) //*表示出現1次
                     ||matchCore(input,i+1,pattern,p)    //*表示出現多次
                     ||matchCore(input,i,pattern,p+2);   //*表示出現0次 ， a ...  p* ...
            }else{
                //首字母不匹配
                return matchCore(input,i,pattern,p+2);
            }
        } //end pattern.charAt(p+1)=='*'
        
        if((input.charAt(i)==pattern.charAt(p))||(pattern.charAt(p)=='.')){
            //pattern第二個字母不是*，且首字母匹配
            return matchCore(input,i+1,pattern,p+1);
        }
        return false;  //其余情況全部不匹配
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
         Scanner scanner = new Scanner(System.in);                       //掃描鍵盤輸入  
         System.out.println(" 請輸入第一個字符串：");  
         String str1 = scanner.nextLine();             
         System.out.println(" 請輸入第二個字符串：");  
         String str2 = scanner.nextLine();
         scanner.close();
         
         System.out.print("匹配的結果為：");  
         System.out.println(match(str1, str2));  
    }

}

 

注意邊界條件，當模式和字符串都只剩一個字符時， pattern.charAt(p+1)=='*' 會訪存越界，所以需要加額外的限制條件 p+1<pattern.length() ，這樣這個條件不能滿足就會進入下一個if判斷語句，直接判斷兩個字符是不是相等，最后進入出口1，返回true。字符串和模式任意一個先結束都視作不匹配，返回false，這就是出口2和出口3.