JAVA实现KMP算法：高效字符串匹配

Java代码中的KMP算法是一种高效的字符串匹配算法，用于在一个文本串（主串）中查找是否存在另一个固定长度的模式串（子串）。该算法由Dijkstra和Knuth、Morris、Pratt三位计算机科学家独立提出，它的全名是“Kernighan-Morris-Pratt”算法。在给出的`KMPAlgorithm`类中，主要实现了一个名为`kmpNext`的方法，用于计算模式串的KMP部分匹配表。 **KMP算法原理：** KMP算法的核心思想是通过预处理模式串，避免在搜索过程中不必要的比较。当在主串中遇到不匹配字符时，算法会利用之前计算出的“部分匹配表”（next数组）来跳过多余的比较。部分匹配表存储的是子串中每个位置的最长公共前后缀长度，对于每个位置i，next[i]表示以模式串中第i个字符为结尾的子串的最长公共前后缀的长度。 - 初始化：next[0] = 0，表示单个字符没有前后缀，其最长公共前后缀长度为0。 - 遍历模式串：从第二个字符开始，每次循环更新两个变量len（当前最长公共前后缀长度）和i（当前字符的索引）。若patternArr[len] == patternArr[i]，则说明当前位置的字符匹配，继续向后检查；否则，利用next数组找到跳过的字符数，使得patternArr[i-len] == patternArr[i]，然后更新len和i。 **`kmpNext`方法实现步骤：** 1. 将输入的模式串`patternStr`转换为字符数组`patternArr`。 2. 创建一个长度等于`patternStr`长度的`next`数组，初始化`next[0]`为0。 3. 使用两个指针`len`和`i`，分别表示当前最长公共前后缀长度和子串的起始位置。 4. 当`i`小于`patternArr.length`时，不断检查`patternArr[len]`和`patternArr[i]`是否相等。若相等，则`len`加1，继续检查下一位；若不等，则查找`next[i]`（即模式串中以`patternArr[i]`为结尾的最长公共前后缀长度），并用`i`减去这个长度，更新`len`和`i`。 5. 循环结束后，`next`数组就包含了模式串的KMP部分匹配表，存储了每个子串的最长公共前后缀信息。 **在`main`方法中的应用：** `main`方法中，定义了一个模式串`patternStr = "ABCDABD"`，调用`kmpNext`方法计算部分匹配表，并打印结果`[0,0,0,0,1,2,0]`。这表明，例如"ABD"的最长公共前后缀长度为2（A和D），"ABCD"的最长公共前后缀长度为0，以此类推。 总结起来，KMP算法在Java编程中是一个非常实用的工具，特别是在需要频繁进行字符串匹配操作的场景，如文本处理、正则表达式等领域。通过预处理部分匹配表，KMP算法能够显著提高搜索效率，减少无效比较，从而提升程序性能。