KMP算法实现与数据结构课程设计

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0 下载量 74 浏览量 更新于2024-07-04 收藏 507KB DOC 举报
"KMP算法是一种在字符串中查找子串出现位置的有效算法,它避免了在匹配过程中不必要的字符回溯,提高了搜索效率。本设计文档详细介绍了KMP算法的实现,包括算法流程、程序设计与测试案例。设计者使用C语言在VC++环境下编写了该算法,实现了创建字符串、显示字符串和子串定位的功能,并提供了友好的用户界面。" KMP算法,全称为Knuth-Morris-Pratt算法,是由D.E. Knuth、V.R. Pratt和J.W. Morris三人提出的。它主要用于解决字符串模式匹配问题,即在一个主串中寻找是否存在某个指定的子串。KMP算法的核心在于构造一个部分匹配表(也叫失配表),这个表记录了当子串中的某个字符与主串中的字符不匹配时,如何利用已匹配的信息来避免回溯。 部分匹配表的构建基于子串的前后缀关系,对于子串的每个字符,我们可以找到它的最长前后缀和后缀相同的长度。例如,子串"abaabcac"的前四个字符"abaab"与后三个字符"babcac"有相同的前缀"ab",所以部分匹配值为2。这样,当匹配过程中发生不匹配时,我们可以直接将子串的位置移动到部分匹配值对应的位置,而不是像朴素算法那样回溯到主串的起始位置。 在设计文档中,学生被要求完成以下任务: 1. 独立撰写设计说明书,说明书应包含算法流程图,体现KMP算法的工作原理。 2. 实现程序,包括创建字符串、显示字符串和子串定位功能,这些功能都应通过KMP算法实现。 3. 进行系统运行和测试结果分析,提供至少三个测试用例,如文档中给出的"acabaabaabcacaabc"与"abaabcac"的匹配情况。 4. 选择任意编程语言(如C、C++、Java或C#)进行编程,本例中选择了C语言,并在VC++环境下开发。 指导教师和教研室主任会根据设计说明书、程序的正确性、运行效率以及测试结果给出评价,最终成绩由指导教师评分和答辩成绩综合决定。这样的课程设计旨在让学生深入理解KMP算法,并能实际应用到程序设计中,提高解决实际问题的能力。