设目标串t="abcaabbabcabaacbacba",模式串为p="abcabaa"。 (1)计算模式串p的next和nextval值; (2) 画出利用KMP算法进行模式匹配的全部过程。
时间: 2024-10-21 11:15:12 浏览: 252
(1)首先,我们需要计算模式串`p="abcabaa"`的next数组,这是一个动态规划的过程。next[i]表示以字符串`s[p[i]]`结尾的最长前缀和`p[0:i]`相等的部分长度。
- `next[0] = 0`,因为前缀空串和空串一样。
- `next[1] = 0`,因为'a'没有比它更长的前缀。
- `next[2] = 0`,同样道理,'b'没有前缀。
- 对于`p[3] = 'c'`,它的最长前缀`"c"`与`p[0:2]`不符,所以`next[3] = 0`.
- `p[4] = 'a'`,找到了与`p[0:3]`相同的前缀`"aca"`,所以`next[4] = 3`.
- `p[5] = 'b'`,最长前缀仍然是`"aca"`,`next[5] = 3`.
- `p[6] = 'a'`,同理,`next[6] = 4`,因为与`p[0:6]`相等的最长前缀为`"abcabaa"`。
- 继续这个过程直到遍历完整个模式串,得到`next`数组:
```
next = [0, 0, 0, 0, 3, 3, 4]
```
- 接着计算nextval,它是通过next数组索引来更新当前匹配失败后的偏移量。初始时,如果匹配成功,`nextval`始终为0,但如果匹配失败,`nextval`等于`next[j]`,其中`j`是当前字符的位置,使得`p[j] != s[i+next[j]]`。在这个例子中,由于我们还没开始匹配,所以`nextval`数组也是空的。
(2)接下来,我们将利用KMP算法对目标串`t="abcaabbabcabaacbacba"`进行匹配:
- 初始化:设i=0(目标串起始位置),j=0(模式串起始位置),同时记录下当前`nextval`和`next`值。
- 遍历目标串,对于每个字符`s[i]`:
- 如果`s[i] == p[j]`,那么i++, j++。继续下一个字符。
- 如果`s[i] != p[j]`,比较`next[j]`和`i`的大小:
- 如果`next[j] > i`,说明当前模式已经发生错误,但可能是由于之前的错误造成的。回溯到`s[i - next[j]]`处,即`j = next[j]`,然后尝试下一个字符。
- 如果`next[j] <= i`,模式错误,将j更新为`next[j]`,再次检查`s[i]`是否等于`p[j]`。
模拟匹配过程如下:
```
t: a b c a a b b a b a c a b a c a
p: a b c a a b a
i=0: 匹配成功 (a)
i=1: 匹配成功 (b)
i=2: 匹配成功 (c)
i=3: 匹配成功 (a), j=4
i=4: 匹配成功 (b), j=5
i=5: 匹配成功 (a), j=6 (match)
... (匹配过程中可能有跳过的情况)
i=9: 匹配失败 (c) -> 使用nextval (j=next[6]=4), 到i-4=5检查
i=5: 匹配成功 (a) -> j=4 (still match)
... (继续匹配直至结束或找到所有匹配)
```
注意,在实际过程中,如果模式串在目标串中找不到完全匹配,KMP算法会返回匹配的起始位置或者-1(如果没有匹配)。这个过程展示了如何利用`next`数组优化匹配性能,避免无谓的回溯。
阅读全文