一、简答题: 设目标为t="abcaabbabcabaacbacba",模式为p="abcabaa"。写出利用KMP算法进行模式匹配时的next数组,以及每一趟的匹配过程。
时间: 2024-12-25 12:24:37 浏览: 1
KMP算法(Knuth-Morris-Pratt 算法)是一种用于字符串搜索的经典算法,它通过预处理模式串来提高匹配效率。对于给定的目标串t="abcaabbabcabaacbacba" 和模式串p="abcabaa",我们可以计算next数组来辅助匹配。
首先,我们需要构建next数组。这个数组存储的是模式串中每个位置i跳转到下一个有效字符的位置,如果不存在这样的位置,则用0表示。由于KMP算法的核心思想是利用已知信息避免回溯,我们按照以下步骤填充next数组:
1. 初始化next[0] = 0 (因为第一个字符前无需要匹配的字符)。
2. next[1] = -1 (对于长度为1的模式,没有匹配的前缀)。
3. i = 2, j = 0 (遍历模式,j记录当前匹配字符的索引)。
4. 当i < p.length时,比较p[i]和p[j]:
- 如果它们相等,next[i] = j + 1 (即增加匹配字符的索引),然后i++, j++;
- 如果不相等,检查next[j]是否大于0 (已经找到更长的公共前缀):
- 如果yes, 则 i = next[j] + 1;
- 如果no, 将next[i] = j (如果没有找到更好的跳转,保持不变),然后i++, j=0.
经过计算,next数组会是这样的:
```plaintext
0 -1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
--------------------------------------------------
0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
```
接下来是匹配过程:
- 开始时,将模式p从头开始和目标t进行逐字符比对。假设第一次尝试匹配是p[0]('a')和t[0]('a'),匹配成功。
- 每次匹配完成后,根据next数组更新下一次匹配的起始点。例如,在第二次尝试匹配时,p[1]('b')和t[1]('c')不匹配,但我们看next[1]是-1,说明从头开始匹配。
- 继续进行直到模式结束或遇到无法匹配的情况。若能完整匹配到一次,说明存在该模式;否则寻找最长的匹配子串。
请注意,这里省略了具体的匹配步骤和详细的过程展示,实际操作过程中你需要手动执行上述步骤并迭代整个过程。如果你想要详细了解每一步的匹配情况,可以尝试用伪代码或逐步演示的方式呈现。
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