編程題--正則表達式

題目描述

請實現一個函數用來匹配包括'.'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（包含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，但是與"aa.a"和"ab*a"均不匹配。

分析：

首先，考慮特殊請況：

1. 兩個字符串都爲空，返回true.
2. 當第一個字符串不空，而第二個字符串空了，返回false（因爲這樣，就無法匹配成功了，而如果第一個字符串空了，第二個字符串非空，還可能匹配成功的。Eg: a*a*a*a*）

正常情況：每次分別在str和pattern中取一個字符進行比較，如果匹配，則匹配下一個字符，否則，返回不匹配。

分析：遞歸實現

   設匹配遞歸函數 match(str, pattern)。

1.  如果模式匹配字符的下一個字符是‘*’:

如果pttern當前字符和str的當前字符匹配，：有以下三種可能情況

•     pttern當前字符能匹配 str 中的 0 個字符：match(str, pattern+2)
•     pttern當前字符能匹配 str 中的 1 個字符：match(str+1, pattern+2)
•     pttern當前字符能匹配 str 中的 多 個字符：match(str+1, pattern)

 如果pttern當前字符和和str的當前字符不匹配：

•   pttern當前字符能匹配 str 中的 0 個字符：(str, pattern+2)

2.  如果模式匹配字符的下一個字符不是‘.’:

  對於 ‘.’ 的情況比較簡單，’.’ 和一個字符匹配 match(str+1, pattern+1)

3. 如果模式匹配字符的下一個字符是正常字符，且 *str == *pattern,

    遞歸下一個字符 ：match(str+1, pattern+1)

 

實現

注：上邊這幾類情況，再代碼實現中，可以進行歸類合併，詳見下面的代碼：

//正則表達式的匹配
	//注：空字符串和“.*”是匹配的
	bool match(char* str, char* pattern)
    {
        //特殊情況處理
		//如果str和pattern都爲NULL, 返回true
        if(*str == '\0' && *pattern == '\0')
		{
			return true;
		}
		//str不爲NULL， pattern爲NULL，一定不匹配，返回false.
		//注：str爲NULL， pattern不爲NULL時，可能匹配。 eg: a*a*a*a*
		if(*str != '\0' && *pattern == '\0')
		{
			return false;
		}

		//遞歸進行處理（正常情況）
		if(*(pattern+1) == '*') //pattern可匹配0次，1次或多次
		{
			if(*pattern == *str || (*str != '\0' && *pattern == '.'))
			{
				return match(str,pattern+2) //*pattern == *str請況下，匹配0個
					|| match(str+1,pattern); //匹配多個
			}
			else //*pattern ！= *str請況下匹配0次，pattern+2
			{
				return match(str,pattern+2);
			}
		}

        //pattern下一個字符爲. 或正常字符即（*str == *pattern）
		if((*str != '\0' && *pattern == '.') || (*str == *pattern))
		{
			return match(str+1, pattern+1);
		}

		return false;
    }

總結

      在寫這道題時，首先理解什麼是正則表達式，對“*”和“.”的匹配模式進行理解，然後對各種情況進行分析，歸類。再具體寫代碼實現。

圖解