用C语言实现模式匹配算法
时间: 2024-10-15 09:13:37 浏览: 19
在C语言中,常用的模式匹配算法有朴素字符串匹配(Naive String Matching)、KMP算法(Knuth-Morris-Pratt Algorithm)以及Boyer-Moore算法等。
1. **朴素字符串匹配**:这是最直接的方法,逐位比较两个字符串,直到找到完全匹配或一个字符串结束。这种方法的时间复杂度较高,为O(nm),其中n是主串长度,m是模式串长度。
2. **KMP算法**:通过构建部分匹配表(也叫失配函数),KMP算法避免了不必要的字符比较,当发生错误时跳过部分已经匹配的字符。它的时间复杂度通常为O(n + m)。
3. **Boyer-Moore算法**:这是一种启发式搜索算法,它有两种策略:坏字符规则(Bad Character Rule)和好后缀规则(Good Suffix Rule)。它的效率更高,能在大多数情况下达到线性的平均时间复杂度O(n)。
在C语言中实现这些算法,你需要了解如何创建数组、循环结构以及处理数据指针。例如,KMP算法的核心部分包括计算部分匹配表和在实际匹配过程中利用表来进行跳转。
以下是简单版的KMP算法实现(仅用于教学目的):
```c
#include <stdio.h>
// 计算部分匹配表
void compute_lps(char pattern[], int lps[], int len) {
int i = 0, j = -1;
while (i < len) {
if (pattern[i] == pattern[j + 1]) {
lps[i] = ++j;
i++;
} else {
if (j == -1) {
lps[i] = 0;
i++;
} else {
j = lps[j];
}
}
}
}
// KMP字符串匹配函数
int kmp_search(char text[], char pattern[]) {
int len_text = strlen(text);
int len_pattern = strlen(pattern);
int lps[len_pattern];
compute_lps(pattern, lps, len_pattern);
int index = 0, i = 0;
while (index < len_text && i < len_pattern) {
if (text[index] == pattern[i]) {
index++;
i++;
} else {
if (i != 0)
i = lps[i - 1];
else
index++;
}
}
if (i == len_pattern)
return index - i; // 找到匹配位置
return -1; // 没有找到匹配
}
int main() {
char text[] = "ABABDABACDABABC";
char pattern[] = "ABCD";
printf("Pattern found at index %d\n", kmp_search(text, pattern));
return 0;
}
```
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