程序師世界是廣大編程愛好者互助、分享、學習的平台,程序師世界有你更精彩!
首頁
編程語言
C語言|JAVA編程
Python編程
網頁編程
ASP編程|PHP編程
JSP編程
數據庫知識
MYSQL數據庫|SqlServer數據庫
Oracle數據庫|DB2數據庫
 程式師世界 >> 編程語言 >> C語言 >> C >> C語言基礎知識 >> 深入串的模式匹配算法(普通算法和KMP算法)的詳解

深入串的模式匹配算法(普通算法和KMP算法)的詳解

編輯:C語言基礎知識
串的定位操作通常稱作串的模式匹配,是各種處理系統中的最重要操作之一。
模式匹配最樸素的算法是回溯法,即模式串跟主串一個字符一個字符的匹配,當模式串中跟主串不匹配時,主串回溯到與模式串匹配開始的下一個位置,模式串回溯到第一個位置,繼續匹配。算法的時間復雜度為O(m*n),算法如下:
代碼如下:

//樸素的串的模式匹配算法,S為主串,T為模式串,即找S中有沒有與T相同的字串
int Index(char *S, char *T, int pos)//pos記錄從哪一位開始匹配可以直接用0代替
{
 int i=pos, j=0;
 while(i <strlen(S) && j <strlen(T))//確保未超出字符串的長度
 {
  if (S[i] == T[j])
      { ++i; ++j;} //如果相同,則繼續向後比較
  else
      {i = i-j+1; j =0;} //如果不同,就回溯,重新查找
 }
 if (j == strlen(T))
  return i-strlen(T); //若匹配成功,返回S中與T字符串相同開始位置的索引
 else return 0; //若匹配不成功,返回0
}

O(m*n)的時間復雜度有點大,於是人們發現了KMP算法,核心思想是:當不匹配發生時,主串不回溯,模式串回溯到“合適”的位置,哪個位置合適,只與模式串有關,所以可以先算出模式串中各個字符,當不匹配發生是,應該回溯到哪個位置。算法整體時間復雜度O(m+m)。
算法如下:
代碼如下:

void GetNext(char* T, int *next)
{
 int i=1,j=0;
 next[1]=0;
 while( i < strlen(T) )
 {
  if (j == 0 || T[i] == T[j])
  {
    ++i; ++j;
    next[i] = j;
  }
  else j = next[j];
 }
}
int KMP(char* S, char* T, int pos)
{
 int i = pos, j = 1;
 while (i)
 {
  if (S[i] == T[j])
  {
   ++ i;  ++ j;
  }
  else
   j = next[j];
 }
 if (j > strlen(T))
  return i-T[0];
 else
  return 0;
}

求next的操作不是最優的,因為他沒有考慮aaaaaaaaaaaaaaaaaaab的情況,這樣前面會出現大量的1,這樣的算法復雜度已經和最初的樸素算法沒有區別了。所以稍微改動一下:
代碼如下:

void GetNextEx(char *T, int *next)
{
 int i=1,j=0; next[1] = 0;
 while(i < strlen(T))
 {
  if (j == 0 || T[i] == T[j])
  {
   ++i; ++j;
   if (T[i] == T[j])
    next[i] = next[j];  //減少回退次數
   else   next[i] = j;  //和上面算法一樣next[i]=j
  }
  else j = next[j];
 }
}

  1. 上一頁:
  2. 下一頁:
Copyright © 程式師世界 All Rights Reserved