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KMP算法

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SakuraTears
发布2022-01-13 15:13:53
4030
发布2022-01-13 15:13:53
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文章被收录于专栏:从零开始的Code生活

KMP为字符串匹配算法,在朴素匹配算法基础中,每当匹配失败匹配串就要回到开始匹配的地方,这样字符串大的话就会很慢,特别是"abcabcabcd" "abcd"这种。 KMP利用前面匹配失败的串,比如str1 = "abcdeabcdeabp" str2 = "abcdeabp",当在'p'匹配失败时,str2的指针可以回退到'c'的位置,因为c前面是ab,str1 c的前面也是ab,这个ab已经匹配过了,所以就不用再匹配了。而str1的指针不用回退。

如何计算str2中每个字符串匹配失败后回退到哪呢,使用一个next数组,记录每个字符匹配失败后回退的位置: next数组含义:str[i]的前缀和后缀相等的最大值,也就是匹配失败后回退到的地方。 next[0] = 0 使用两个指针i = 1, j = 0遍历str 当str[i] == str[j]时,说明当i + 1匹配失败时,它的最大前缀是j,所以next[i + 1] = j + 1 当str[i] != str[j]时,应该缩短j来继续查找str[i] == str[j]的位置,如何缩短j: a b c a b d d d a b c a b c 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 i = 13, j = 5的情况下 应该保证j前面的串的前缀和i前面的后缀相等,可以发现j前面的子串和i后面的子串是相等的,相等的串求最长前缀就是next[j],所以缩小j的范围为next[j],当j == 0时不再缩小。

代码语言:javascript
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func getNext(str string) []int {
    next := make([]int, len(str))
    next[0] = 0
    i, j := 1, 0
    for i < len(str)-1 {
        if str[i] == str[j] {
            next[i+1] = j + 1
            i++
            j++
        } else {
            if j == 0 {
                i++
                next[i] = 0
            } else {
                j = next[j]
            }
        }
    }
    return next
}

next数组求出来匹配就好说了:

代码语言:javascript
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func strStr(haystack string, needle string) int {
    if len(haystack) == 0 && len(needle) == 0 {
        return 0
    }
    if len(needle) == 0 {
        return 0
    }
    next := getNext(needle)
    res := -1
    i, j := 0, 0
    for i < len(haystack) {
        if j == len(needle) {
            return res
        }
        if haystack[i] == needle[j] {
            if res == -1 {
                res = i - j
            }
            i++
            j++
        } else {
            if j != 0 {
                res = -1
            } else {
                i++
            }
            j = next[j]
        }
    }
    if j == len(needle) {
        return res
    }
    return -1
}

func getNext(str string) []int {
    next := make([]int, len(str))
    next[0] = 0
    i, j := 1, 0
    for i < len(str)-1 {
        if str[i] == str[j] {
            next[i+1] = j + 1
            i++
            j++
        } else {
            if j == 0 {
                i++
                next[i] = 0
            } else {
                j = next[j]
            }
        }
    }
    return next
}
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原始发表:2021年12月27日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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