字符串查找KMP算法

sukuandong 6年前

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如果你用过ctrl+F这个快捷键,那么你有很大的概率使用过这个算法,这就是在待查找字符串(可能有成千上万个字符)中找出模式串(比较小,可能有几个字符),可能找到大于或者等于1次的位置。例如,在ababcd中找出abc。这里介绍算法思想,只给出了第一次出现的位置。

一.算法思想

传统算法是从匹配串第一字符开始和模式串比较,直到遇到不符合的字符,然后从匹配串的下一个字符开始,重复上面的过程。代码如下:

void find(char t[],char p[]){      int m = strlen(t);      int n = strlen(p);      int i,j,k;//k:匹配串下标,j:模式串下标      for(k=0;k<m;k++){          j = 0;          i = k;          while(j<n){              if(p[j]==t[i]){                  i++;                  j++;              }else{                  break;              }          }          if(j==n){              printf("在%d处匹配\n",k);              break;          }      }  }

KMP算法是这中算法的改进,在于不是i不是每次都移动一个位置,而是尽可能多的向后移动从而提高匹配效率。到底移动多少个位置,这就是KMP算法的关键。KMP算法维护了一个和模式串长度相同的数组,这个数组表示当前匹配到底最大前缀长度。比如abacab的最大前缀长度就是2,分别是前缀ab,后缀ab。而数组next就是[0,0,1,0,1,2],可以利用这个信息直接跳过已经匹配到的前缀。

二.算法实现

void makeNext(char p[],int next[]){      int q,k;//k是最大前缀长度,q是匹配串下标      next[0] = 0;      for(q=1,k=0;q<strlen(p);q++){          //若果不相等,那么就从上一次个字符串最长前缀处查看,依次类推          while(k>0&&p[q]!=p[k]){              k = next[k-1];          }          if(p[q]==p[k]){              k++;          }          next[q] = k;      }  }  void kmp(char t[],char p[]){      int next[3] = {0};      makeNext(p,next);      int i=0,j=0;//i是匹配串的下标,j是模式串的下标      while(i<strlen(t)&&j<strlen(p)){          //如果相等就继续比较          if(j==0||p[j]==t[i]){              i++;              j++;          }else{//不相等就要跳跃              j = next[j-1];          }      }      if(j>=strlen(p)){          printf("模式串匹配在%d处\n",i-j);      }else{          printf("匹配失败了");      }  }