KMP(构建next数组)
字符串匹配算法KMP, 核心思想是尽可能利用已经匹配的结果, 跳过尽可能多的不需要匹配的情况
重点和难点都在next数组的建立上
1. KMP算法的next数组求解
以模式串 a b a c a b 为例
||
w
a b a c a b
0
// 初始, 两个指针都在下标0的位置, 从此开始, current指针不断后移,
// 并和头指针比较, 不同填0,相同则为前一个值加1
| | v v a b a c a b 0 0 | | v v a b a c a b 0 0 1 | | v v a b a c a b 0 0 1 0 | | v v a b a c a b 0 0 1 0 1 | | v v a b a c a b 0 0 1 0 1 2
其中, 当在模式字符串i位置匹配失败的时候, i 跳转到next[i-1]的值
如上所示, 则当第二个字符a匹配失败的时候, 返回第一个字符b位置对应的next值, 为0.看上去没问题
但是, 当最后一个字符b匹配失败的时候, 根据该算法应返回1.意味着, 我们希望可以像下面这样继续:
abaca?
abacab 进行继续匹配。事实上这是有问题的。根据之前的匹配结果, 已知? <> 'b' ,这次匹配注定是失败的,是没有意义的, 应返回0
2. 自己尝试改写的求next方法
我们希望得到这样的结果:
abacab
000100
并在模式串i位置匹配失败时, 返回next[i]的值
根据kmp指导思想, 希望可以利用已经匹配的结果, 也就是重叠已经匹配的结果和模式串中的前缀部分.
这需要模式串中有跟模式串前缀相同的字符串存在, 但是为了避免匹配失败时, 再度尝试与已知匹配结果的字符进行匹配,先分析如下:
例: abacab
首先满足第一个条件, 就是模式串中存在模式串前缀的内容, 首要保证的是, 模式串的第一个字符在模式串中存在多个
例子中有两处
1 2
| |
a b a c a b
接下来, 两处中能匹配模式串前缀的最长字符串分别为:
1 : a 2 : ab
第二个条件, 减少已知结果的匹配
1. 当1处的a匹配成功时,但c匹配失败时, 因为模式串前缀ab与ac有重叠但不完全相同
可以重叠匹配像这样:
aba?
abacab ?虽然与'c'匹配失败, 但不一定与'b'匹配失败, 这样的匹配是有必要的
2. 当2处的a匹配成功, 但b匹配失败时, 因为模式串前缀ab与ab完全相同,所以不可以进行重叠匹配,原因:
abaca? abaca?
abacab 此时已知?与'b'不匹配, 这样的匹配是没有必要的 应该这样: abacab 即直接跳回最开始的位置重新匹配
注意到两者的差别, 1.处时, 虽然在非模式串前缀匹配失败, 可进行重叠匹配, 2处时在模式串前缀匹配失败, 不可重叠匹配
(模式串并不一定指1之前的,如abcacabcab 这里模式串前缀也可以是abcac, 而不一定是abc)
于是有下面的推导:
最开始next数组全部用0初始化
两个指针在0下表
state 表示是否在前缀状态 state = 0
| |
v v
a b a c a b
0 0 0 0 0 0 state = 1// 此时开启前缀模式
| |
v v
a b a c a b
0 0 0 0 0 0 state = 0//state为1时, 头指针跟着向前走, 当state从1变为0时, next记录此时头指针的位置,头指针回到初始状态
| |
v v
a b a c a b
0 0 0 1 0 0 state = 1
| |
v v
a b a c a b
0 0 0 1 0 0 state = 1
| |
v v
a b a c a b
0 0 0 1 0 0
代码实现:
int* getNext(const char *target) {
int *next;
int head, current, len, state;
len = strlen(target);
// 生产next数组
next = (int *)malloc(sizeof(int) * len);
// 出事化工作
head = ;
current = ;
next[] = ;
memset(next, , len * sizeof(int));
state = ; // 非前缀状态
// 遍历target产生next数组
// 原理, 尽可能利用已经匹配的结果进行错位
while(current < len) {
if(target[head] == target[current]) {
// 如果相等, 进入前缀状态, head 指针跟着current指针后移
state = ;
head++;
current++;
}else {
if(state == ) {
// state 从0变为1, 设置next值
next[current] = head;
// 回到初始状态
head = ;
state = ;
}
else {
current++;
}
}
}
return next;
}
算法实现:
/*
这部分代码的实现可能有点乱, 不太优美, 回头再改改~~
*/
int KMP(const char *source, const char *target) {
int *next;
// 获得next数组
next = getNext(target);
int source_index = ;
int source_len = strlen(source);
int target_index = ;
int target_len = strlen(target);
while(source_index < source_len && target_index < target_len) {
if(source[source_index] == target[target_index]) {
source_index++;
target_index++;
}else {
// 跳过
if(target_index == )
source_index++;
else {
printf("Skip %d to %d for %c where %d\n", target_index, next[target_index - ], source[source_index], source_index);
target_index = next[target_index];
}
}
}
if(source_index == source_len)
return -;
return source_index - target_len;
}
算法实现时的问题:
1. 为处理字符串为空字符串的情况
2. 为考虑传入NULL值的情况
在KMP函数最前面加入一下代码后, 可以过lintcode的strStr题目
if(source == NULL || target == NULL) return -; if(source == "" && target == "") return ;
KMP(构建next数组)的更多相关文章
- 求最长公共前缀和后缀—基于KMP的next数组
KMP算法最主要的就是计算next[]算法,但是我们知道next[]求的是当前字符串之前的子字符串的最大前后缀数,但是有的时候我们需要比较字符串中前后缀最大数,比如 LeetCode的shortest ...
- 剑指offer(51)构建乘积数组
题目描述 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1].不 ...
- 剑指Offer 51. 构建乘积数组 (数组)
题目描述 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1].不 ...
- 【Java】 剑指offer(66) 构建乘积数组
本文参考自<剑指offer>一书,代码采用Java语言. 更多:<剑指Offer>Java实现合集 题目 给定一个数组A[0, 1, …, n-1],请构建一个数组B[ ...
- 《剑指offer》第六十六题(构建乘积数组)
// 面试题66:构建乘积数组 // 题目:给定一个数组A[0, 1, …, n-1],请构建一个数组B[0, 1, …, n-1],其 // 中B中的元素B[i] =A[0]×A[1]×… ×A[i ...
- 剑指offer五十一之构建乘积数组
一.题目 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1].不 ...
- (剑指Offer)面试题52:构建乘积数组
题目: 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1].不能 ...
- 剑指Offer——构建乘积数组
题目描述: 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1]. ...
- 【剑指offer】不使用除法,构建乘积数组,C++实现
# 题目 # 思路 设C[i] = A[0] * A[1] * - * A[i-1],D[i] = A[i+1] * - * A[n-1],则C[i]按照从上到下的顺序计算,即C[i] = C[i- ...
- [剑指Offer] 51.构建乘积数组
题目描述 给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1].不 ...
随机推荐
- Java之indexOf()方法
Java之indexOf()方法 1.方法介绍 (1)indexOf(int ch) 返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引 (2)indexOf(String str) 返回指定子字符串在此字符 ...
- C# 时间格式化大全
DateTime dt = DateTime.Now; Label1.Text = dt.ToString();//2005-11-5 13:21:25 Label2.Text = dt ...
- Monkeyscript---获取包名主界面名和位置坐标
一.monkey随机事件有三类:点击.输入.手势 二.Monkeyscript难点:如何获取坐标 三.Monkeyscript API: 1.轨迹球(手势)事件: DispatchTrackball( ...
- httpclient案例二(调用百度地图的接口)
一,class T package com.http.test; import org.junit.Test; import com.http.BaiduMapProxyService; import ...
- 使用PHPword中文乱码并且下载的方法
如果你的编码格式是utf-8的话就用这个 1.找到 Section.php 的 addText 函数 $givenText = utf8_encode($text); 改成 $givenText = ...
- JAVA流式布局管理器--JAVA基础
JAVA流式布局管理器的使用: FlowLayoutDeme.java: import java.awt.*;import javax.swing.*;public class FlowLayoutD ...
- Rational Rose_2007的下载、安装与破解--UML建模软件
一.下载Rational.Rose_2007安装包与破解文件 对于Rational.Rose_2007,您可以到我的百度网盘计算机相关专业所用软件---百度云链接下载下载,另外附上安装需要的通行证(破 ...
- tomcat查看端口被占用
1. tomcat有安装版和压缩版 安装版的没有关闭命令 压缩版的命令如下: tomcat关闭:catalina stop/shutdown 开启:catalina start 2. 在tomca ...
- 【CJOJ2484】【Luogu2805】最小函数值(函数最小值)
题面 Description 有n个函数,分别为F1,F2,...,Fn.定义 Fi(x)=Aix2+Bix+Ci(x∈N∗)Fi(x)=Aix2+Bix+Ci(x∈N∗) .给定这些Ai.Bi和Ci ...
- Idea工具开发 SpringBoot整合JSP(毕设亲测可用)
因为,临近毕业了,自己虽然也学了很多框架.但是,都是在别人搭建好的基础上进行项目开发.但是springboot的官方文档上明确指出不提倡使用jsp进行前端开发,但是在校期间只学了jsp作为前端页面.所 ...