字符串匹配算法之Sunday算法

　　字符串匹配查找算法中，最着名的两个是KMP算法（Knuth-Morris-Pratt）和BM算法（Boyer-Moore）。两个算法在最坏情况下均具有线性的查找时间。但是在实用上，KMP算法并不比最简单的C库函数strstr（）快多少，而BM算法则往往比KMP算法快上3-5倍（未亲身实践）。但是BM算法还不是最快的算法，这里介绍一种比BM算法更快一些的查找算法Sunday算法。
 
 　　Sunday算法的思想和BM算法中的坏字符思想非常类似。差别只是在于Sunday算法在匹配失败之后，是取目标串中当前和Pattern字符串对应的部分后面一个位置的字符来做坏字符匹配。
 
 　　当发现匹配失败的时候就判断母串中当前偏移量+Pattern字符串长度+1处（假设为K位置）的字符在Pattern字符串中是否存在。如果存在，则将该位置和Pattern字符串中的该字符对齐，再从头开始匹配；如果不存在，就将Pattern字符串向后移动，和母串k+1处的字符对齐，再进行匹配。重复上面的操作直到找到，或母串被找完结束托福答案 www.yztrans.com
 
 　　动手写了个小例子来实现以下这个算法。
 
 　　在代码中，实现了两种字符串匹配算法，一种是Sunday方式，一种是普通的每次移动一位的方式，二者的效率对比在main函数中有，都是纳秒级别。算法的详细步骤，在代码中已经添加了相应的注释。关于BM算法，下次空了再一起对照着分析 www.lefeng123.com
 
 　　1 import java.util.HashMap;
 
 　　2 import java.util.LinkedList;
 
 　　3 import java.util.List;
 
 　　4 import java.util.Map;
 
 　　5
 
 　　6 /**
 
 　　7 * @author Scott
 
 　　8 * @date 2013年12月28日
 
 　　9 * @description
 
 　　10 */
 
 　　11 public class SundySearch {
 
 　　12 String text = null;
 
 　　13 String pattern = null;
 
 　　14 int currentPos = 0;
 
 　　15
 
 　　16 /**
 
 　　17 * 匹配后的子串第一个字符位置列表
 
 　　18 */
 
 　　19 List<Integer> matchedPosList = new LinkedList<Integer>（）；
 
 　　20
 
 　　21 /**
 
 　　22 * 匹配字符的Map,记录改匹配字符串有哪些char并且每个char最后出现的位移
 
 　　23 */
 
 　　24 Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>（）；
 
 　　25
 
 　　26 public SundySearch（String text, String pattern） {
 
 　　27 this.text = text;
 
 　　28 this.pattern = pattern;
 
 　　29 this.initMap（）；
 
 　　30 };
 
 　　31
 
 　　32 /**
 
 　　33 * Sunday匹配时，用来存储Pattern中每个字符最后一次出现的位置，从左到右的顺序
 
 　　34 */
 
 　　35 private void initMap（） {
 
 　　36 for （int i = 0; i < pattern.length（）； i++） {
 
 　　37 this.map.put（pattern.charAt（i）， i）；
 
 　　38
 
 　　39 }
 
 　　40 }
 
 　　41
 
 　　42 /**
 
 　　43 * 普通的字符串递归匹配，匹配失败就前进一位
 
 　　44 */
 
 　　45 public List<Integer> normalMatch（） {
 
 　　46 //匹配失败，继续往下走
 
 　　47 if （！matchFromSpecialPos（currentPos）） {
 
 　　48 currentPos += 1;
 
 　　49
 
 　　50 if （（text.length（） - currentPos） < pattern.length（）） {
 
 　　51 return matchedPosList;
 
 　　52 }
 
 　　53 normalMatch（）；
 
 　　54 } else {
 
 　　55 //匹配成功，记录位置
 
 　　56 matchedPosList.add（currentPos）；
 
 　　57 currentPos += 1;
 
 　　58 normalMatch（）；
 
 　　59 }
 
 　　60
 
 　　61 return matchedPosList;
 
 　　62 }
 
 　　63
 
 　　64 /**
 
 　　65 * Sunday匹配，假定Text中的K字符的位置为：当前偏移量+Pattern字符串长度+1
 
 　　66 */
 
 　　67 public List<Integer> sundayMatch（） {
 
 　　68 // 如果没有匹配成功
 
 　　69 if （！matchFromSpecialPos（currentPos）） {
 
 　　70 // 如果Text中K字符没有在Pattern字符串中出现，则跳过整个Pattern字符串长度
 
 　　71 if （（currentPos + pattern.length（） + 1） < text.length（）
 
 　　72 && !map.containsKey（text.charAt（currentPos + pattern.length（） + 1））） {
 
 　　73 currentPos += pattern.length（）；
 
 　　74 }else {
 
 　　75 // 如果Text中K字符在Pattern字符串中出现，则将Text中K字符的位置和Pattern字符串中的最后一次出现K字符的位置对齐
 
 　　76 if （（currentPos + pattern.length（） + 1） > text.length（）） {
 
 　　77 currentPos += 1;
 
 　　78 } else {
 
 　　79 currentPos += pattern.length（） - （Integer） map.get（text.charAt（currentPos + pattern.length（）））；
 
 　　80 }
 
 　　81 }
 
 　　82
 
 　　83 // 匹配完成，返回全部匹配成功的初始位移
 
 　　84 if （（text.length（） - currentPos） < pattern.length（）） {
 
 　　85 return matchedPosList;
 
 　　86 }
 
 　　87
 
 　　88 sundayMatch（）；
 
 　　89 }else {
 
 　　90 // 匹配成功前进一位然后再次匹配
 
 　　91 matchedPosList.add（currentPos）；
 
 　　92 currentPos += 1;
 
 　　93 sundayMatch（）；
 
 　　94 }
 
 　　95 return matchedPosList;
 
 　　96 }
 
 　　97
 
 　　98 /**
 
 　　99 * 检查从Text的指定偏移量开始的子串是否和Pattern匹配
 
 　　100 */
 
 　　101 public boolean matchFromSpecialPos（int pos） {
 
 　　102 if （（text.length（）-pos） < pattern.length（）） {
 
 　　103 return false;
 
 　　104 }
 
 　　105
 
 　　106 for （int i = 0; i < pattern.length（）； i++） {
 
 　　107 if （text.charAt（pos + i） == pattern.charAt（i）） {
 
 　　108 if （i == （pattern.length（）-1）） {
 
 　　109 return true;
 
 　　110 }
 
 　　111 continue;
 
 　　112 } else {
 
 　　113 break;
 
 　　114 }
 
 　　115 }
 
 　　116
 
 　　117 return false;
 
 　　118 }
 
 　　119
 
 　　120 public static void main（String[] args） {
 
 　　121 SundySearch sundySearch = new SundySearch（"hello 啊啊 阿道夫 adfsadfklf adf234masdfsdfdsfdsfdsffwerwrewrerwerwersdf2666sdflsdfk", "adf"）；
 
 　　122
 
 　　123 long begin = System.nanoTime（）；
 
 　　124 System.out.println（"NormalMatch:" + sundySearch.normalMatch（））；
 
 　　125 System.out.println（"NormalMatch:" + （System.nanoTime（） - begin））；
 
 　　126
 
 　　127 begin = System.nanoTime（）；
 
 　　128 System.out.println（"SundayMatch:" + sundySearch.sundayMatch（））；
 
 　　129 System.out.println（"SundayMatch:" + （System.nanoTime（） - begin））；
 
 　　130
 
 　　131 }
 
 　　132 }
 
 　　运行结果：
 
 　　NormalMatch:[13, 17, 24]
 
 　　NormalMatch:313423
 
 　　SundayMatch:[13, 17, 24]
 
 　　SundayMatch:36251