通配符模式匹配算法：实现原理与性能优化

# 第一章：引言

## 介绍通配符模式匹配算法的背景和概述
通配符模式匹配算法是一种用于在文本中查找符合特定模式的字符串的算法。它在信息检索、文本编辑、文件搜索等领域都有广泛的应用。通过使用通配符符号（如'*'和'?'），可以灵活地匹配多种模式，提高了字符串匹配的灵活性。

## 解释通配符模式匹配的应用场景和重要性
### 第二章：通配符模式匹配算法的基本原理

通配符模式匹配算法是用于在文本中查找与指定模式匹配的字符串的算法。在实际应用中，通配符模式匹配算法通常被用来进行文本搜索、文件匹配等操作。本章将讨论通配符模式匹配算法的基本原理，包括算法的基本概念、常见的通配符符号及其含义，以及与正则表达式匹配算法的区别。

#### 通配符模式匹配算法的基本概念

通配符模式匹配算法是一种以模式匹配为核心的算法，通常采用字符串匹配的方式来实现。在匹配过程中，算法会根据指定的通配符模式在给定的文本中寻找匹配的字符串。常见的通配符包括`*`、`?`等，它们分别表示匹配任意长度的字符串和匹配任意单个字符。通过这些通配符，可以实现灵活的模式匹配操作。

#### 常见的通配符符号及其含义

1. `*`：匹配任意长度的字符串，可以是空字符串。
2. `?`：匹配任意单个字符。

这些通配符符号可以组合使用，以适应不同的匹配需求。

#### 通配符模式匹配算法与正则表达式匹配算法的区别

通配符模式匹配算法与正则表达式匹配算法在匹配能力和匹配精度上有一定的差异。通配符模式匹配算法通常用于简单的模式匹配操作，例如文件名匹配、基本搜索等；而正则表达式匹配算法则更为灵活，可以实现复杂的模式匹配操作，例如文本提取、替换等。在实际应用中，需要根据具体的匹配需求来选择合适的匹配算法。

### 第三章：经典的通配符模式匹配算法

通配符模式匹配算法是一种常见的字符串匹配算法，有多种经典的实现方法。在本章中，我们将介绍最常见的通配符模式匹配算法，包括Wu-Manber算法、Boyer-Moore算法等，并对它们的实现原理及特点进行分析。

#### 3.1 Wu-Manber算法

Wu-Manber算法是一种高效的多模式匹配算法，适用于大规模文本的模式匹配需求。其核心思想是采用多个模式串的前缀字符作为关键字，构建一个多模式匹配有限自动机，实现对文本串的快速匹配。

# Python示例代码
def wu_manber(text, patterns):
    # Wu-Manber算法实现
    pass

Wu-Manber算法通过哈希表和位运算来提高匹配效率，适用于处理大规模的文本数据。不过其在处理长模式串时可能会出现性能瓶颈，需要结合其他优化技巧进行改进。

#### 3.2 Boyer-Moore算法

Boyer-Moore算法是一种经典的单模式匹配算法，但也可以扩展到通配符模式匹配领域。其核心思想是利用模式串中的字符匹配信息和坏字符规则、好后缀规则来进行快速匹配。

// Java示例代码
class BoyerMoore {
    // Boyer-Moore算法实现
    public static void boyerMoore(char[] text, char[] pattern) {
        // 实现代码
    }
}

Boyer-Moore算法通过预处理模