JavaScript实现KMP算法详解

资源摘要信息: "基于JavaScript 实现的KMP 算法" KMP算法是一种在字符串中进行高效搜索的算法，全称为Knuth-Morris-Pratt算法，由Donald Knuth、Vaughan Pratt和James H. Morris共同发明。KMP算法的主要特点是通过预处理搜索词（pattern）来避免在不匹配时从主串（text）的每个字符开始重新匹配，从而提高了搜索的效率。该算法的效率主要体现在它能在O(n+m)的时间复杂度内完成搜索任务（其中n是主串的长度，m是搜索词的长度），尤其是当搜索词很长时，KMP算法比朴素的字符串搜索算法（比如暴力搜索）更加高效。 在JavaScript中实现KMP算法，主要分为以下几个步骤： 1. 构造部分匹配表（也称作前缀表或失败函数） 2. 根据构造出的部分匹配表，进行字符串的匹配过程 在构造部分匹配表的过程中，我们需要从搜索词的左端开始，为每个位置的子串计算最长相等的前缀后缀长度。这里所说的“前缀”和“后缀”是相对于搜索词而言的，其中“前缀”是指子串的前缀（不包括子串本身），“后缀”是指子串的后缀（同样不包括子串本身）。这个表是KMP算法能够提高效率的关键所在，因为它可以指导搜索词在遇到不匹配时应该跳转到哪个位置重新开始匹配。 具体步骤如下： a. 创建一个长度为m的数组（m是搜索词的长度），这个数组用于存放部分匹配值，也就是前缀和后缀的最长共有元素长度。 b. 初始化数组的第一个元素为0（长度为1的子串没有前缀和后缀，故长度为0）。 c. 使用两个指针i和j，i用于遍历搜索词，j用于记录当前正在比较的前缀和后缀的长度。 d. 每当发现前缀和后缀不匹配时，j更新为部分匹配表中记录的值，i继续向右移动。 e. 每当发现前缀和后缀匹配时，j和i都向右移动，同时更新部分匹配表中i对应位置的值。 匹配过程： a. 从主串和搜索词的第一个字符开始比较。 b. 若当前字符匹配成功（即text[i] == pattern[j]），则i和j都向右移动继续比较下一个字符。 c. 若当前字符匹配失败（即text[i] != pattern[j]），则根据部分匹配表将j移动到下一个可比较的位置，i保持在text的当前位置不动。 d. 重复上述过程直到搜索词完全匹配或搜索词遍历完成。 利用JavaScript实现KMP算法的代码示例可能如下： ```javascript function computeLPSArray(pattern, M, lps) { let len = 0; // length of the previous longest prefix suffix lps[0] = 0; // lps[0] is always 0 // the loop calculates lps[i] for i = 1 to M-1 let i = 1; while (i < M) { if (pattern[i] == pattern[len]) { len++; lps[i] = len; i++; } else { if (len != 0) { len = lps[len - 1]; } else { lps[i] = 0; i++; } } } } function KMPSearch(pat, txt) { let M = pat.length; let N = txt.length; // 创建lps[]，将保存最长前缀后缀的长度 let lps = new Array(M); computeLPSArray(pat, M, lps); let i = 0; // txt的索引 let j = 0; // pat的索引 while (i < N) { if (pat[j] == txt[i]) { j++; i++; } if (j == M) { console.log("Found pattern at index " + (i - j)); j = lps[j - 1]; } // 不匹配的情况 else if (i < N && pat[j] != txt[i]) { // 不需要匹配lps[0..lps[j-1]]字符，它们已经匹配了 if (j != 0) j = lps[j - 1]; else i = i + 1; } } } // 测试代码 let txt = "ABABDABACDABABCABAB"; let pat = "ABABCABAB"; KMPSearch(pat, txt); ``` 在这个代码示例中，首先定义了`computeLPSArray`函数来计算部分匹配表，然后定义了`KMPSearch`函数来实现实际的匹配过程。当运行该程序时，它将输出搜索词在主串中的所有出现位置。 标签中提到的“javascript 算法”表示此算法实现的编程语言是JavaScript，这是一种广泛应用于Web开发的脚本语言，能够实现复杂的算法逻辑。 【压缩包子文件的文件名称列表】中的“js-kmp-code”可能是存放JavaScript实现KMP算法代码的压缩包文件名，反映了文件内容的实质。 通过以上的描述，我们可以清晰地了解到JavaScript实现的KMP算法的内部逻辑和工作原理，以及如何在实际应用中使用JavaScript代码来实现高效字符串匹配。