#44 二维DP 困难

通配符匹配

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📋 题目描述

给你一个输入字符串 s 和一个字符模式 p,请你实现一个支持 '?''*' 匹配规则的通配符匹配:

  • '?' 可以匹配任何单个字符。
  • '*' 可以匹配任意字符序列(包括空字符序列)。

判定匹配成功的充要条件是:字符模式必须能够 完全匹配 输入字符串(而不是部分匹配)。

示例 1

输入:s = "aa", p = "a"
输出:false
"a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。

示例 2

输入:s = "aa", p = "*"
输出:true
'*' 可以匹配任意字符串。

示例 3

输入:s = "cb", p = "?a"
输出:false
'?' 可以匹配 'c',但第二个 'a' 无法匹配 'b'。

💭 模拟答题者思考

1. 最直接:遇到 '*' 就递归枚举「匹配 0 个 / 1 个 / 2 个…」字符,指数级回溯,s=2000, p=2000 会超时。

2. 重复在哪里?同样的 (i, j)(还剩多少 s、还剩多少 p)会被反复访问——典型重叠子问题。

3. 子问题定义:「s 的前 i 个能否被 p 的前 j 个完整匹配?」自然落到二维 DP。与正则题不同,这里的 '*' 不绑定前一个字符,可独立匹配任意长度序列。

4. 难点在 '*':它可以匹配空(直接看 dp[i][j-1],跳过这个 *),也可以再多吃 s 的一个字符(看 dp[i-1][j]* 仍留在模式里继续匹配后续)。

5. 边界:dp[0][0]=true;空串匹配纯 * 模式时,dp[0][j] = dp[0][j-1](只有 * 能匹配空序列)。

🧠 变量语义(先读这三句再编码)

变量类型语义(三句法)
dp[i][j]bool[][]定义s 的前 i 个字符能否被 p 的前 j 个字符完整匹配
维护:只依赖更小的子问题 dp[i-1][j-1]dp[i][j-1]dp[i-1][j]
更新:若 p[j-1] 是普通字符或 '?',看当前位能否对上并继承 dp[i-1][j-1];若是 '*',先尝试「匹配空序列」(dp[i][j-1]),再尝试「多吃掉 s 的一个字符」(dp[i-1][j])
i, jint定义:分别表示已消耗的 s 前缀长度、p 前缀长度
维护i 从 0 到 mj 从 0 到 n 递增填表
更新:答案在 dp[m][n]

⌨️ 落码步骤

1. 建表 dp[(m+1)][(n+1)]dp[0][0]=true

2. 初始化第 0 行:若 p[j-1]=='*',则 dp[0][j] = dp[0][j-1](空串被 * 吃掉)

3. 双重循环填表:若 p[j-1]=='*'dp[i][j] = dp[i][j-1] or dp[i-1][j]

4. 否则若 p[j-1]=='?'s[i-1]==p[j-1]dp[i][j] = dp[i-1][j-1]

5. 返回 dp[m][n]

💻 代码实现

class Solution:
    def isMatch(self, s: str, p: str) -> bool:
        m, n = len(s), len(p)
        # dp[i][j]:s 前 i 个字符能否被 p 前 j 个完整匹配
        dp = [[False] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
        dp[0][0] = True

        # 空串匹配纯 * 模式:* 可匹配空序列
        for j in range(1, n + 1):
            if p[j - 1] == '*':
                dp[0][j] = dp[0][j - 1]

        for i in range(1, m + 1):
            for j in range(1, n + 1):
                if p[j - 1] == '*':
                    # 匹配空序列(跳过 *)或多吃 s 的一个字符
                    dp[i][j] = dp[i][j - 1] or dp[i - 1][j]
                elif p[j - 1] == '?' or s[i - 1] == p[j - 1]:
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]

        return dp[m][n]
class Solution {
public:
    bool isMatch(string s, string p) {
        int m = s.size(), n = p.size();
        vector<vector<bool>> dp(m + 1, vector<bool>(n + 1, false));
        dp[0][0] = true;

        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            if (p[j - 1] == '*')
                dp[0][j] = dp[0][j - 1];
        }

        for (int i = 1; i <= m; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                if (p[j - 1] == '*') {
                    dp[i][j] = dp[i][j - 1] || dp[i - 1][j];
                } else if (p[j - 1] == '?' || s[i - 1] == p[j - 1]) {
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
                }
            }
        }
        return dp[m][n];
    }
};
// 时间 O(mn),空间 O(mn),可滚动数组优化到 O(n)

📈 复杂度分析

时间复杂度 O(m × n)(m、s 长度;n、p 长度)
空间复杂度 O(m × n) / O(n)(可滚动数组优化)

⚠️ 常见坑

通配符 '*' 与正则 '*' 不同:它不绑定前一个字符,转移是 dp[i][j-1](跳过 *)和 dp[i-1][j]* 继续吃字符),不是 dp[i][j-2]

空串行初始化不能漏:像 "***""a*b*" 对空串也应为 true,只有 p[j-1]=='*' 时才能 dp[0][j]=dp[0][j-1]

'?' 只能匹配一个字符,不能匹配空;写 dp[i][j]=dp[i][j-1] 会误判。

🔍 必测边界 Case

Case 1:模式比串长
s = "aa", p = "a" → false(模式无法覆盖整个串)
Case 2:单个 * 通吃
s = "aa", p = "*" → true
Case 3:? 与字面字符
s = "cb", p = "?a" → false(? 匹配 c,但 a 无法匹配 b)
Case 4:空串 + 纯星号
s = "", p = "***" → true
Case 5:星号夹字符
s = "adceb", p = "*a*b" → true(* 匹配空,a 匹配 a,* 匹配 dce,b 匹配 b)