KMP算法实现与应用

"KMP字符串匹配模板" KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法是一种高效的字符串匹配算法，常用于解决ACM竞赛中的字符串处理问题。它避免了暴力匹配时不必要的字符比较，通过构建部分匹配表（Next数组）来优化匹配过程。KMP算法在处理恶心模拟题时能展现出其优势，因为它可以有效地处理各种复杂情况。 在给定的代码中，我们首先定义了两个字符串`s1`和`s2`，分别代表主串和模式串，以及一个`next`数组用于存储模式串的 partial match table。`next`数组的计算是KMP算法的关键步骤，它表示的是当模式串的某个位置不匹配时，能够回溯到前一个匹配的位置，而不需要从头开始。在`getnext()`函数中，通过一个while循环来计算这个数组，其中`i`和`j`分别代表模式串的前后指针。 `KMP()`函数是实际的匹配函数，它使用`next`数组进行匹配。在循环中，如果当前字符匹配，则两个指针同时向前移动；如果不匹配，模式串指针`j`会退回到`next[j]`的位置，继续尝试匹配。当`j`等于模式串长度时，表示找到了一个匹配，返回匹配起始位置减去模式串长度；否则，返回-1表示没有找到匹配。 `index_KMP()`函数则计算模式串`s2`在主串`s1`中最长的公共前后缀的长度，即模式串在主串中出现的最大偏移量。它同样使用`next`数组，但记录的是最大匹配长度`re`，而不是找到一个完整的匹配。 在`main()`函数中，程序读取输入文件，对每个测试用例，计算KMP匹配结果和最长公共前后缀长度，并将结果输出到输出文件。这里假设输入文件有三个测试用例，每个用例包括一个主串和一个模式串。 KMP算法的时间复杂度为O(m+n)，其中m是主串的长度，n是模式串的长度，因此效率较高。它适用于需要多次查找相同模式串的情况，或者当模式串较短但主串较长时。KMP算法的实现需要理解部分匹配表的构造和匹配过程中的状态转移，是字符串处理领域的一个重要知识点。