华为OD机试 - 增强的strstr - 滑动窗口（Python/JS/C/C++ 2024 E卷 200分）

2024-09-06 09:20
文章标签 python c++ 200 js 华为 2024 窗口 滑动 增强 strstr od 机试

本文主要是介绍华为OD机试 - 增强的strstr - 滑动窗口（Python/JS/C/C++ 2024 E卷 200分），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在这里插入图片描述

华为OD机试 2024E卷题库疯狂收录中，刷题点这里

专栏导读

本专栏收录于《华为OD机试真题（Python/JS/C/C++）》。

刷的越多，抽中的概率越大，私信哪吒，备注华为OD，加入华为OD刷题交流群，每一题都有详细的答题思路、详细的代码注释、3个测试用例、为什么这道题采用XX算法、XX算法的适用场景，发现新题目，随时更新，全天CSDN在线答疑。

一、题目描述

C语言有一个库函数Q：char *strstr(const char *haystack, const char *needle)，实现在字符串haystack中查找第一次出现字符串needle的位置，如果未找到则返回null。

现要求实现一个fsrstr的增强函数，可以使用带可选字符的字符串来模糊查询，与strstr一样返回首次查找到的字符串位置。
可选段使用中括号[]标识，表示该位置可以选取其中任意一个字符即可满足匹配条件。例如"a[bc]“表示可以匹配"ab"或"ac”。

注意目标字符串中可选段可能出现多个。

二、输入描述

与strstr函数Q一样，输入参数是两个字符指针，分别是源字符串和目标字符串。

三、输出描述

与strstr函数Q不同，返回的是源字符串中，匹配子字符串相对于源字符串地址的偏移（从0开始算），如果没有匹配返回-1。

补充说明： 源字符串中也不会出现[]，目标字符串中[]是成对出现的且非空，且不会出现嵌套。
输入的字符串长度在[1, 100]之间。

四、测试用例

测试用例1：

1、输入

abcd
b[cd]

2、输出

1

3、说明

相当于是在源字符串中查找bc或者bd，bc子字符串相对于abcd的偏移是1。

测试用例2：

1、输入

abcdefg
h[ij]

2、输出

-1

3、说明

目标字符串 tar 是 h[ij]，表示匹配以字符 ‘h’ 开头，接着是字符 ‘i’ 或 ‘j’ 的字符串。

在源字符串 “abcdefg” 中，没有子字符串以字符 ‘h’ 开头。

滑动窗口从源字符串的第一个字符开始滑动，检查长度为 2 的子串，未找到符合条件的子串。

因此，输出结果是 -1，表示目标字符串不在源字符串中。

测试用例3：

1、输入

xyzabc
yza[bc]

2、输出

1

3、说明

目标字符串 tar 是 yza[bc]，表示匹配以字符 ‘y’、‘z’、‘a’ 开头，接着是字符 ‘b’ 或 ‘c’ 的字符串。

在源字符串 “xyzabc” 中，子字符串 “yzab” 从索引 1 开始。

滑动窗口从源字符串的第一个字符开始滑动，检查长度为 5 的子串：

  1. 第一个窗口子串 “xyzab”：不完全匹配目标模式，因为第二个字符 ‘x’ 不符合。
  2. 第二个窗口子串 “yzabc”：完全匹配目标模式。

因此，输出结果是 1。

五、解题思路

1、滑动窗口

滑动窗口（Sliding Window）是一种常见的算法技巧，主要用于在一个列表或数组中找到满足某种条件的子列表或子数组。其核心思想是使用两个指针（通常称为窗口的左端和右端）来定义一个子区间，随着指针的移动，这个区间会“滑动”或“扩展”，从而高效地遍历并处理列表或数组中的元素。

滑动窗口适用于那些要求在连续子数组、子字符串、子区间中进行高效查找、匹配或计算的场景。滑动窗口算法通过避免重复计算，将时间复杂度降低到 O(n) 的量级。

滑动窗口适用哪些场景？

滑动窗口算法适用于以下几类问题：

字符串匹配与查找：如查找一个字符串中的所有异位词、找出最长的无重复子串、实现正则表达式的匹配。

数组的子区间问题：如找到满足某种条件的连续子数组，最大/最小和子数组问题。

固定窗口大小的子数组问题：如在一个数组中查找固定长度的子数组，使其满足某些条件（最大、最小、和等）。

动态窗口调整问题：如找到数组中最短的子数组，其和大于等于给定值。

2、为什么采用滑动窗口？

在本题中，滑动窗口是一个自然的选择，因为我们需要在源字符串 (src) 中找到目标字符串 (tar) 的第一次匹配位置，并且目标字符串可能包含可选字符段（[]内的字符）。

3、具体步骤：

  1. 解析目标字符串：
    • 首先，将目标字符串 tar 解析为多个字符层次（levels），每个层次是一个字符集合（HashSet）。
    • 普通字符直接放入一个单字符集合中。
    • 当遇到一个 [ 时，表示开始一个可选字符段，读取所有在 [] 中的字符，直到遇到 ] 结束，将这些字符放入一个集合中。
  2. 构建模式层次结构：
    • 遍历目标字符串 tar，构建一个字符集合的列表（levels）。这个列表的每个元素是一个字符集合，表示在源字符串 src 中这个位置可以匹配的字符。
    • 例如，对于目标字符串 b[cd]，会被解析为 [[‘b’], [‘c’, ‘d’]]，表示第一位必须是 ‘b’，第二位可以是 ‘c’ 或 ‘d’。
  3. 滑动窗口匹配：
    • 使用滑动窗口的方法在源字符串 src 中查找目标模式。
    • 滑动窗口的长度与目标模式的长度相同，逐步移动窗口并检查每个窗口的子字符串是否与目标模式匹配。
    • 对于每一个窗口位置，我们依次检查源字符串的字符是否在对应的目标字符集合中。
  4. 返回结果：
    • 如果找到匹配，则返回匹配的起始索引。
    • 如果遍历完整个源字符串仍未找到匹配，则返回 -1。

六、Python算法源码

def find_pattern_index(source_string, target_pattern):"""查找目标模式在源字符串中的起始索引。:param source_string: 源字符串:param target_pattern: 包含可选字符的目标模式:return: 目标模式首次匹配的起始索引，如果未找到则返回-1"""# 将目标模式解析为多个字符层次结构，每个层次存储可能匹配的字符集合pattern_levels = []# 当前字符集合用于存储[]中的字符current_set = set()is_within_brackets = False# 解析目标模式for current_char in target_pattern:if current_char == '[':is_within_brackets = True  # 开始读取可选字符段elif current_char == ']':is_within_brackets = False  # 结束读取可选字符段pattern_levels.append(current_set)current_set = set()  # 重置集合else:if is_within_brackets:current_set.add(current_char)  # 添加到当前可选字符集合else:single_char_set = {current_char}pattern_levels.append(single_char_set)  # 添加单个字符作为集合# 调用辅助方法查找匹配索引return find_first_match_index(source_string, pattern_levels)def find_first_match_index(source_string, pattern_levels):"""查找源字符串中首次匹配的索引:param source_string: 源字符串:param pattern_levels: 目标模式解析后的字符集合列表:return: 匹配的起始索引，如果未找到则返回-1"""# 遍历源字符串，使用滑动窗口法查找匹配for i in range(len(source_string) - len(pattern_levels) + 1):is_match_found = True# 检查每一个层次的字符是否匹配for j in range(len(pattern_levels)):if source_string[i + j] not in pattern_levels[j]:is_match_found = Falsebreak  # 如果字符不匹配，退出检查if is_match_found:return i  # 返回匹配的起始索引# 如果未找到匹配，返回-1return -1if __name__ == "__main__":# 使用input读取输入source_string = input("请输入源字符串：")target_pattern = input("请输入目标模式字符串：")# 输出匹配结果result = find_pattern_index(source_string, target_pattern)print(result)

七、JavaScript算法源码

// 主函数
function main() {const readline = require('readline');const rl = readline.createInterface({input: process.stdin,output: process.stdout});rl.question("请输入源字符串：", function(sourceString) {rl.question("请输入目标模式字符串：", function(targetPattern) {// 输出匹配结果const result = findPatternIndex(sourceString, targetPattern);console.log(result);rl.close();});});
}/*** 查找目标模式在源字符串中的起始索引。** @param {string} sourceString - 源字符串* @param {string} targetPattern - 包含可选字符的目标模式* @return {number} 目标模式首次匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
function findPatternIndex(sourceString, targetPattern) {// 将目标模式解析为多个字符层次结构，每个层次存储可能匹配的字符集合const patternLevels = [];// 当前字符集合用于存储[]中的字符let currentSet = new Set();let isWithinBrackets = false;// 解析目标模式for (let i = 0; i < targetPattern.length; i++) {const currentChar = targetPattern[i];if (currentChar === '[') {isWithinBrackets = true;  // 开始读取可选字符段} else if (currentChar === ']') {isWithinBrackets = false;  // 结束读取可选字符段patternLevels.push(currentSet);currentSet = new Set();  // 重置集合} else {if (isWithinBrackets) {currentSet.add(currentChar);  // 添加到当前可选字符集合} else {const singleCharSet = new Set([currentChar]);patternLevels.push(singleCharSet);  // 添加单个字符作为集合}}}// 调用辅助方法查找匹配索引return findFirstMatchIndex(sourceString, patternLevels);
}/*** 查找源字符串中首次匹配的索引** @param {string} sourceString - 源字符串* @param {Array<Set>} patternLevels - 目标模式解析后的字符集合列表* @return {number} 匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
function findFirstMatchIndex(sourceString, patternLevels) {// 遍历源字符串，使用滑动窗口法查找匹配for (let i = 0; i <= sourceString.length - patternLevels.length; i++) {let isMatchFound = true;// 检查每一个层次的字符是否匹配for (let j = 0; j < patternLevels.length; j++) {if (!patternLevels[j].has(sourceString[i + j])) {isMatchFound = false;break;  // 如果字符不匹配，退出检查}}if (isMatchFound) {return i;  // 返回匹配的起始索引}}// 如果未找到匹配，返回-1return -1;
}// 调用主函数
main();

八、C算法源码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>// 定义最大字符串长度
#define MAX_LEN 101// 函数声明
int findPatternIndex(const char* sourceString, const char* targetPattern);
int findFirstMatchIndex(const char* sourceString, char** patternLevels, int levelCount);
void freePatternLevels(char** patternLevels, int levelCount);int main() {// 定义源字符串和目标字符串char sourceString[MAX_LEN];char targetPattern[MAX_LEN];// 输入源字符串和目标字符串printf("请输入源字符串：");fgets(sourceString, MAX_LEN, stdin);sourceString[strcspn(sourceString, "\n")] = '\0';  // 去除换行符printf("请输入目标模式字符串：");fgets(targetPattern, MAX_LEN, stdin);targetPattern[strcspn(targetPattern, "\n")] = '\0';  // 去除换行符// 查找匹配结果int result = findPatternIndex(sourceString, targetPattern);printf("%d\n", result);return 0;
}/*** 查找目标模式在源字符串中的起始索引。** @param sourceString 源字符串* @param targetPattern 包含可选字符的目标模式* @return 目标模式首次匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
int findPatternIndex(const char* sourceString, const char* targetPattern) {// 用于存储解析后的字符集合char* patternLevels[MAX_LEN];int levelCount = 0;char currentSet[MAX_LEN] = {0};int currentIndex = 0;bool isWithinBrackets = false;// 解析目标模式for (int i = 0; i < strlen(targetPattern); i++) {char currentChar = targetPattern[i];if (currentChar == '[') {isWithinBrackets = true;  // 开始读取可选字符段currentIndex = 0;  // 重置当前集合索引memset(currentSet, 0, sizeof(currentSet));  // 清空当前集合} else if (currentChar == ']') {isWithinBrackets = false;  // 结束读取可选字符段patternLevels[levelCount] = (char*)malloc((currentIndex + 1) * sizeof(char));strcpy(patternLevels[levelCount], currentSet);  // 保存当前集合levelCount++;} else {if (isWithinBrackets) {currentSet[currentIndex++] = currentChar;  // 添加到当前可选字符集合} else {patternLevels[levelCount] = (char*)malloc(2 * sizeof(char));patternLevels[levelCount][0] = currentChar;patternLevels[levelCount][1] = '\0';  // 添加单个字符作为集合levelCount++;}}}// 查找匹配索引int result = findFirstMatchIndex(sourceString, patternLevels, levelCount);// 释放动态分配的内存freePatternLevels(patternLevels, levelCount);return result;
}/*** 查找源字符串中首次匹配的索引** @param sourceString 源字符串* @param patternLevels 目标模式解析后的字符集合列表* @param levelCount 目标模式解析后的字符集合数量* @return 匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
int findFirstMatchIndex(const char* sourceString, char** patternLevels, int levelCount) {int sourceLen = strlen(sourceString);// 遍历源字符串，使用滑动窗口法查找匹配for (int i = 0; i <= sourceLen - levelCount; i++) {bool isMatchFound = true;// 检查每一个层次的字符是否匹配for (int j = 0; j < levelCount; j++) {if (strchr(patternLevels[j], sourceString[i + j]) == NULL) {isMatchFound = false;break;  // 如果字符不匹配，退出检查}}if (isMatchFound) {return i;  // 返回匹配的起始索引}}// 如果未找到匹配，返回-1return -1;
}/*** 释放动态分配的内存** @param patternLevels 目标模式解析后的字符集合列表* @param levelCount 目标模式解析后的字符集合数量*/
void freePatternLevels(char** patternLevels, int levelCount) {for (int i = 0; i < levelCount; i++) {free(patternLevels[i]);}
}

九、C++算法源码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
#include <string>using namespace std;/*** 查找目标模式在源字符串中的起始索引。** @param sourceString 源字符串* @param targetPattern 包含可选字符的目标模式* @return 目标模式首次匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
int findPatternIndex(const string& sourceString, const string& targetPattern) {// 用于存储解析后的字符集合vector<set<char>> patternLevels;set<char> currentSet;bool isWithinBrackets = false;// 解析目标模式for (char currentChar : targetPattern) {if (currentChar == '[') {isWithinBrackets = true;  // 开始读取可选字符段currentSet.clear();  // 清空当前集合} else if (currentChar == ']') {isWithinBrackets = false;  // 结束读取可选字符段patternLevels.push_back(currentSet);  // 保存当前集合} else {if (isWithinBrackets) {currentSet.insert(currentChar);  // 添加到当前可选字符集合} else {set<char> singleCharSet = { currentChar };patternLevels.push_back(singleCharSet);  // 添加单个字符作为集合}}}// 调用辅助方法查找匹配索引return findFirstMatchIndex(sourceString, patternLevels);
}/*** 查找源字符串中首次匹配的索引** @param sourceString 源字符串* @param patternLevels 目标模式解析后的字符集合列表* @return 匹配的起始索引，如果未找到则返回-1*/
int findFirstMatchIndex(const string& sourceString, const vector<set<char>>& patternLevels) {int sourceLen = sourceString.length();// 遍历源字符串，使用滑动窗口法查找匹配for (int i = 0; i <= sourceLen - patternLevels.size(); i++) {bool isMatchFound = true;// 检查每一个层次的字符是否匹配for (int j = 0; j < patternLevels.size(); j++) {if (patternLevels[j].find(sourceString[i + j]) == patternLevels[j].end()) {isMatchFound = false;break;  // 如果字符不匹配，退出检查}}if (isMatchFound) {return i;  // 返回匹配的起始索引}}// 如果未找到匹配，返回-1return -1;
}int main() {// 定义源字符串和目标字符串string sourceString;string targetPattern;// 输入源字符串和目标字符串cout << "请输入源字符串：" << endl;getline(cin, sourceString);cout << "请输入目标模式字符串：" << endl;getline(cin, targetPattern);// 查找匹配结果int result = findPatternIndex(sourceString, targetPattern);cout << result << endl;return 0;
}

🏆下一篇：华为OD机试真题 - 简易内存池（Python/JS/C/C++ 2024 E卷 200分）

🏆本文收录于，华为OD机试真题（Python/JS/C/C++）

刷的越多，抽中的概率越大，私信哪吒，备注华为OD，加入华为OD刷题交流群，每一题都有详细的答题思路、详细的代码注释、3个测试用例、为什么这道题采用XX算法、XX算法的适用场景，发现新题目，随时更新，全天CSDN在线答疑。

在这里插入图片描述

这篇关于华为OD机试 - 增强的strstr - 滑动窗口（Python/JS/C/C++ 2024 E卷 200分）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1141623。

相关文章

一文详解如何在Python中从字符串中提取部分内容

一文详解如何在Python中从字符串中提取部分内容

《一文详解如何在Python中从字符串中提取部分内容》：本文主要介绍如何在Python中从字符串中提取部分内容的相关资料,包括使用正则表达式、Pyparsing库、AST（抽象语法树）、字符串操作... 目录前言解决方案方法一：使用正则表达式方法二：使用 Pyparsing方法三：使用 AST方法四：使用字
阅读更多...
C++使用printf语句实现进制转换的示例代码

C++使用printf语句实现进制转换的示例代码

《C++使用printf语句实现进制转换的示例代码》在C语言中,printf函数可以直接实现部分进制转换功能,通过格式说明符（formatspecifier）快速输出不同进制的数值,下面给大家分享C+... 目录一、printf 原生支持的进制转换1. 十进制、八进制、十六进制转换2. 显示进制前缀3. 指
阅读更多...
Python列表去重的4种核心方法与实战指南详解

Python列表去重的4种核心方法与实战指南详解

《Python列表去重的4种核心方法与实战指南详解》在Python开发中,处理列表数据时经常需要去除重复元素,本文将详细介绍4种最实用的列表去重方法,有需要的小伙伴可以根据自己的需要进行选择... 目录方法1：集合(set)去重法（最快速）方法2：顺序遍历法（保持顺序）方法3：副本删除法（原地修改）方法4：
阅读更多...
Python运行中频繁出现Restart提示的解决办法

Python运行中频繁出现Restart提示的解决办法

《Python运行中频繁出现Restart提示的解决办法》在编程的世界里,遇到各种奇怪的问题是家常便饭,但是,当你的Python程序在运行过程中频繁出现“Restart”提示时,这可能不仅仅是令人头疼... 目录问题描述代码示例无限循环递归调用内存泄漏解决方案1. 检查代码逻辑无限循环递归调用内存泄漏2.
阅读更多...
Python中判断对象是否为空的方法

Python中判断对象是否为空的方法

《Python中判断对象是否为空的方法》在Python开发中,判断对象是否为“空”是高频操作,但看似简单的需求却暗藏玄机,从None到空容器,从零值到自定义对象的“假值”状态,不同场景下的“空”需要精... 目录一、python中的“空”值体系二、精准判定方法对比三、常见误区解析四、进阶处理技巧五、性能优化
阅读更多...
使用Python构建一个Hexo博客发布工具

使用Python构建一个Hexo博客发布工具

《使用Python构建一个Hexo博客发布工具》虽然Hexo的命令行工具非常强大,但对于日常的博客撰写和发布过程,我总觉得缺少一个直观的图形界面来简化操作,下面我们就来看看如何使用Python构建一个... 目录引言Hexo博客系统简介设计需求技术选择代码实现主框架界面设计核心功能实现1. 发布文章2. 加
阅读更多...
python logging模块详解及其日志定时清理方式

python logging模块详解及其日志定时清理方式

《pythonlogging模块详解及其日志定时清理方式》：本文主要介绍pythonlogging模块详解及其日志定时清理方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录python logging模块及日志定时清理1.创建logger对象2.logging.basicCo
阅读更多...
售价599元起! 华为路由器X1/Pro发布 配置与区别一览

售价599元起! 华为路由器X1/Pro发布 配置与区别一览

《售价599元起!华为路由器X1/Pro发布配置与区别一览》华为路由器X1/Pro发布，有朋友留言问华为路由X1和X1Pro怎么选择，关于这个问题，本期图文将对这二款路由器做了期参数对比，大家看... 华为路由 X1 系列已经正式发布并开启预售，将在 4 月 25 日 10:08 正式开售，两款产品分别为华
阅读更多...
JS+HTML实现在线图片水印添加工具

JS+HTML实现在线图片水印添加工具

《JS+HTML实现在线图片水印添加工具》在社交媒体和内容创作日益频繁的今天,如何保护原创内容、展示品牌身份成了一个不得不面对的问题,本文将实现一个完全基于HTML+CSS构建的现代化图片水印在线工具... 目录概述功能亮点使用方法技术解析延伸思考运行效果项目源码下载总结概述在社交媒体和内容创作日益频繁的
阅读更多...
Python如何自动生成环境依赖包requirements

Python如何自动生成环境依赖包requirements

《Python如何自动生成环境依赖包requirements》：本文主要介绍Python如何自动生成环境依赖包requirements问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑... 目录生成当前 python 环境 安装的所有依赖包1、命令2、常见问题只生成当前 项目 的所有依赖包1、
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2