华为OD机试真题-增强的strstr

介绍

增强的 strstr 是一个字符串查找函数，扩展自 C 标准库中的 strstr 函数。它支持将部分查询字符串用可选段包裹，从而实现模糊匹配。这意味着在查找时，字符串中某些位置可以匹配多个字符。

应用使用场景

• 模糊搜索：在文本编辑器或搜索引擎中，可以使用这种模糊匹配来提供更灵活的关键词查找。
• 基因序列分析：在生物信息学中，通过允许一定程度的模糊匹配，可以对比不同基因序列的相似度。
• 日志分析：在日志文件中快速定位包含特定模式的日志条目。

原理解释

增强的 strstr 函数通过解析和识别查询字符串中的可选段，在源字符串中查找第一个符合条件的子串。可选段由 [] 包围，表示该位置可以是括号内任意一个字符。

算法原理流程图

+------------------------------+
|      Start                   |
+------------------------------+
             |
             v
+------------------------------+
| Parse pattern string         |
| Identify optional segments   |
+------------------------------+
             |
             v
+------------------------------+
| For each position in source string: |
| - Try to match regular characters   |
| - Handle optional segments          |
| - If full match, return index       |
+------------------------------+
             |
             v
+------------------------------+
| If no match found, return -1 |
+------------------------------+

算法原理解释

1. 解析查询字符串：先遍历查询字符串，识别出普通字符和可选段。可选段会用 [] 包括，例如 [abc] 表示可以是 a, b 或 c。

2. 查找匹配：从源字符串的开始位置逐个字符进行匹配检查：

   • 普通字符需要精确匹配。
   • 可选段只需匹配其中任意一个字符即可。

3. 返回结果：找到完整匹配的第一个位置后，返回其起始索引。如果没有匹配，则返回 -1。

实际详细应用

代码示例实现

def enhanced_strstr(source, pattern):
    n = len(source)
    m = len(pattern)
    
    i = 0
    while i <= n - m:
        j = 0
        while j < m:
            if pattern[j] == '[':
                k = j + 1
                # Collect options in the brackets
                options = set()
                while k < m and pattern[k] != ']':
                    options.add(pattern[k])
                    k += 1
                # Move j past the closing bracket
                j = k + 1
                if source[i] not in options:
                    break
            else:
                if source[i] != pattern[j]:
                    break
                j += 1
                
            i += 1
        
        if j == m:
            return i - m  # Full match found
    
    return -1

# 测试代码
source_str = "hello world"
pattern_str = "w[o]rld"
print(enhanced_strstr(source_str, pattern_str))  # Output: 6

测试代码

assert enhanced_strstr("abcdefg", "abc") == 0
assert enhanced_strstr("abcdefg", "bcd") == 1
assert enhanced_strstr("abcdefg", "[bc]d") == 1
assert enhanced_strstr("abcdefg", "[xyz]d") == -1
assert enhanced_strstr("abcdefg", "cd[e]f") == 2

部署场景

可以嵌入到需要高效字符串查找的系统中，如搜索引擎、文本编辑器插件等。

材料链接

• C++ Reference: strstr
• Python Docs: String Methods

总结

增强的 strstr 函数提供了更灵活的字符串查找能力，尤其适用于需要模糊匹配的场景。通过解析可选段并进行动态匹配，这一实现能有效满足复杂场景下的字符匹配需求。

未来展望

未来，可以进一步扩展功能，引入正则表达式的支持，或者优化算法以提高性能，使其适应大规模数据集的应用。