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字符串匹配算法——KMP算法

时间:2014-07-14 21:03:19      阅读:286      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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处理字符串的过程中,难免会遇到字符匹配的问题。常用的字符匹配方法

 

1. 朴素模式匹配算法(Brute-Force算法)

    求子串位置的定位函数Index( S, T, pos).

  模式匹配:子串的定位操作通常称作串的模式匹配。
  目标串:主串S。
  模式串:子串T。
  匹配成功:若存在T的每个字符依次和S中的一个连续字符序列相等,则称匹配成功。返回T中第一个字符在S中的位置。
  匹配不成功:返回0。
 
  lBrute-Force简称为BF算法,亦称简单匹配算法,其基本思路是:

     从目标串s=“s1s2…sn"的第一个字符开始和模式串t=“t1t2…tm"中的第一个字符比较,若相等,则继续逐个比较后续字符;

  否则从目标串s的第二个字符开始重新与模式串t的第一个字符进行比较。

  依次类推,若从模式串s的第i个字符开始,每个字符依次和目标串t中的对应字符相等,则匹配成功,该算法返回i;否则,匹配失败,函数返回0。

 

2. 模式匹配的改进算法-KMP算法

         KMP算法是D.E.Knuth、J.H.Morris和V.R.Pratt共同提出的,简称KMP算法。该算法较BF算法有较大改进,主要是消除了主串指针的回溯,从而使算法效率有了某种程度的提高。

  

  每趟匹配过程中出现字符比较不等时,不回溯主指针i,利用已得到的“部分匹配”结果将模式向右滑动尽可能远的一段距离,继续进行比较。

  定义next[j]函数,表明当模式中第j个字符与主串中相应字符“失配”时,在模式中需重新和主串中该字符进行比较的字符的位置。(具体描述参见数据结构(严蔚敏版))

 

  next函数的定义:

  bubuko.com,布布扣

下面给出实现:

  其中获取next数组的函数,和课本描述稍微有点差异。原文使用字符串第一个值表示字符串的大小,真正的字符串内容从第二个字符开始,和平时使用不一致,本文将其改变。并对next数组的值的意义进行改变,认为next值为-1时,匹配失效,需要改变主串的比较的数组(i+1),即相对于课本,把所有next值减一,而意义不变。

 

 1 #include <cstdio>
 2 #include <string>
 3 using namespace std;
 4 
 5 void get_next(string p, int* next)
 6 {
 7     int sp = p.size();
 8     next[0]=-1;
 9     
10     int i,j;
11     i=0;j=-1;
12     
13     while(i<sp-1)
14     {
15         if(j==-1||p[i]==p[j])
16         {
17             ++i;++j;
18             if(p[i]!=p[j])
19                 next[i]=j;
20             else
21                 next[i]= next[j];
22         }
23         else
24         {
25             j=next[j];
26         }
27     }
28 }
29 void printNext(int* next,int n)
30 {
31     for(int i =0; i<n;i++)
32         printf("%d ",next[i]);
33     printf("\n");
34 }
35 int kmp_search(string s, string pattern,int pos)
36 {
37     int sizeP = pattern.size();
38     int sizeS = s.size();
39     
40     int *next = new int[sizeP];
41     memset(next,0,sizeof(int)*sizeP);
42     
43     get_next(pattern,next);
44     printNext(next,sizeP);
45     
46     int i,j;
47     i=0;j=0;
48     
49     while(i<sizeS&&j<sizeP)
50     {
51         if(j==-1||s[i]==pattern[j])
52         {
53             ++i;++j;
54         }
55         else
56         {
57             j=next[j];
58         }
59     }
60     
61     delete next;
62     
63     if(j==sizeP)
64     {
65         return i-sizeP;
66     }
67     else 
68         return -1;
69 
70 }
71 int main()
72 {
73     string s = "abacaesabacadfabacawersdf";
74     string pat = "abacaw";
75     int result = kmp_search(s,pat,0);
76     printf("s: %s\tt: %s\npos: %d\n",s.c_str(),pat.c_str(),result);
77     return 0;
78 }

 

 

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字符串匹配算法——KMP算法

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原文地址:http://www.cnblogs.com/bigbigtree/p/3842652.html

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