正确运用顺序串的某些基本操作实现 KMP 算法,并理解 KMP 算法
时间: 2023-11-10 09:28:28 浏览: 28
KMP算法是一种字符串匹配算法,通过预处理模式串(即要匹配的字符串)来实现高效的匹配操作。它的核心思想是利用已匹配的信息来避免不必要的匹配操作。
KMP算法的实现基于一个辅助数组next,其中next[i]表示当模式串的第i个字符与文本串不匹配时,下一次匹配应该从模式串的哪个位置开始。具体的实现过程如下:
1. 预处理模式串,生成next数组。
next[0]=-1, next[1]=0, i=2, j=0
while(i < len){
if(s[i-1] == s[j]){
next[i] = j + 1;
i++;
j++;
}else if(j > 0){
j = next[j];
}else{
next[i] = 0;
i++;
}
}
其中s表示模式串,len表示模式串的长度。这段代码的含义是依次计算next数组,每次计算next[i]时,假设模式串前i-1个字符已经匹配成功,如果下一个字符也匹配成功,那么下一次匹配从i+1位置开始;否则,根据next[j]的值调整j的位置,直到找到一个j使得s[i-1]与s[j]匹配或者j为0。最后如果j为0,则next[i]的值为0。
2. 利用next数组进行匹配。
i=0, j=0
while(i < len1 && j < len2){
if(j == -1 || s1[i] == s2[j]){
i++;
j++;
}else{
j = next[j];
}
}
其中s1表示文本串,s2表示模式串,len1和len2分别为它们的长度。这段代码的含义是从文本串的第0个位置开始,依次匹配文本串和模式串的每个字符,如果匹配成功,则i和j都往后移动一位;否则,根据next[j]的值调整j的位置,直到找到一个j使得s1[i]与s2[j]匹配或者j为-1。最后如果j等于-1,则表示匹配失败;否则,匹配成功,模式串在文本串中的起始位置为i-len2。
KMP算法的时间复杂度为O(m+n),其中m和n分别为模式串和文本串的长度。由于KMP算法利用了已匹配的信息,因此它比朴素的字符串匹配算法效率更高,尤其是在模式串长度较大时。