Java数据结构之字符串模式匹配算法---KMP算法
本文主要的思路都是参考http://kb.cnblogs.com/page/176818/
如有冒犯请告知,多谢。
一、KMP算法
KMP算法可以在O(n+m)的时间数量级上完成串的模式匹配操作,其基本思想是:每当匹配过程中出现字符串比较不等时,不需回溯指针,而是利用已经得到的“部分匹配”结果将模式向右“滑动”尽可能远的一段距离,继续进行比较。显然我们首先需要获取一个“部分匹配”的结果,该结果怎么计算呢?
二、算法分析
在上一篇中讲到了BF算法,当目标字符串与源字符串进行比较时,会逐个字符进行比较一旦发现不匹配就会重新回到头部进行比较,比较浪费时间,
举例来说,有一个字符串"BBC ABCDAB ABCDABCDABDE",我想知道,里面是否包含另一个字符串"ABCDABD"?
1.
首先,字符串"BBC ABCDAB ABCDABCDABDE"的第一个字符与搜索词"ABCDABD"的第一个字符,进行比较。因为B与A不匹配,所以搜索词后移一位。
2.
因为B与A不匹配,搜索词再往后移。
3.
就这样,直到字符串有一个字符,与搜索词的第一个字符相同为止。
4.
接着比较字符串和搜索词的下一个字符,还是相同。
5.
直到字符串有一个字符,与搜索词对应的字符不相同为止。
6.
这时,最自然的反应是,将搜索词整个后移一位,再从头逐个比较。这样做虽然可行,但是效率很差,因为你要把"搜索位置"移到已经比较过的位置,重比一遍。
7.
一个基本事实是,当空格与D不匹配时,你其实知道前面六个字符是"ABCDAB"。KMP算法的想法是,设法利用这个已知信息,不要把"搜索位置"移回已经比较过的位置,继续把它向后移,这样就提高了效率。
8.
怎么做到这一点呢?可以针对搜索词,算出一张《部分匹配表》(Partial Match Table)。这张表是如何产生的,后面再介绍,这里只要会用就可以了。
9.
已知空格与D不匹配时,前面六个字符"ABCDAB"是匹配的。查表可知,最后一个匹配字符B对应的"部分匹配值"为2,因此按照下面的公式算出向后移动的位数:
移动位数 = 已匹配的字符数 - 对应的部分匹配值
因为 6 - 2 等于4,所以将搜索词向后移动4位。
10.
因为空格与C不匹配,搜索词还要继续往后移。这时,已匹配的字符数为2("AB"),对应的"部分匹配值"为0。所以,移动位数 = 2 - 0,结果为 2,于是将搜索词向后移2位。
11.
因为空格与A不匹配,继续后移一位。
12.
逐位比较,直到发现C与D不匹配。于是,移动位数 = 6 - 2,继续将搜索词向后移动4位。
13.
逐位比较,直到搜索词的最后一位,发现完全匹配,于是搜索完成。如果还要继续搜索(即找出全部匹配),移动位数 = 7 - 0,再将搜索词向后移动7位,这里就不再重复了。
14.下面就是重点讲一下这个部分匹配表了,感觉原文作者解析好棒,
三、部分匹配表的生成
该部分内容思路,自己在网上找了几种思路感觉下面的讲的最合适:
首先,要了解两个概念:"前缀"和"后缀"。 "前缀"指除了最后一个字符以外,一个字符串的全部头部组合;"后缀"指除了第一个字符以外,一个字符串的全部尾部组合。
"部分匹配值"就是"前缀"和"后缀"的最长的共有元素的长度。以"ABCDABD"为例,
- "A"的前缀和后缀都为空集,共有元素的长度为0;
- "AB"的前缀为[A],后缀为[B],共有元素的长度为0;
- "ABC"的前缀为[A, AB],后缀为[BC, C],共有元素的长度0;
- "ABCD"的前缀为[A, AB, ABC],后缀为[BCD, CD, D],共有元素的长度为0;
- "ABCDA"的前缀为[A, AB, ABC, ABCD],后缀为[BCDA, CDA, DA, A],共有元素为"A",长度为1;
- "ABCDAB"的前缀为[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA],后缀为[BCDAB, CDAB, DAB, AB, B],共有元素为"AB",长度为2;
- "ABCDABD"的前缀为[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA, ABCDAB],后缀为[BCDABD, CDABD, DABD, ABD, BD, D],共有元素的长度为0。
16.
"部分匹配"的实质是,有时候,字符串头部和尾部会有重复。比如,"ABCDAB"之中有两个"AB",那么它的"部分匹配值"就是2("AB"的长度)。搜索词移动的时候,第一个"AB"向后移动4位(字符串长度-部分匹配值),就可以来到第二个"AB"的位置。
这里有如下规则进行定义:当j等0时有的地方规定为1,这里规定为-1,其实都一样,感觉规定为1是最广泛的。
Java数据结构之字符串模式匹配算法---KMP算法的更多相关文章
- Java数据结构之字符串模式匹配算法---KMP算法2
直接接上篇上代码: //KMP算法 public class KMP { // 获取next数组的方法,根据给定的字符串求 public static int[] getNext(String sub ...
- Java数据结构之字符串模式匹配算法---Brute-Force算法
模式匹配 在字符串匹配问题中,我们期待察看源串 " S串 " 中是否含有目标串 " 串T " (也叫模式串).其中 串S被称为主串,串T被称为子串. 1.如果在 ...
- 《数据结构》之串的模式匹配算法——KMP算法
//串的模式匹配算法 //KMP算法,时间复杂度为O(n+m) #include <iostream> #include <string> #include <cstri ...
- 串的模式匹配算法 ------ KMP算法
//KMP串的模式匹配算法 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> int* get_ ...
- [转] 字符串模式匹配算法——BM、Horspool、Sunday、KMP、KR、AC算法一网打尽
字符串模式匹配算法——BM.Horspool.Sunday.KMP.KR.AC算法一网打尽 转载自:http://dsqiu.iteye.com/blog/1700312 本文内容框架: §1 Boy ...
- 字符串模式匹配算法——BM、Horspool、Sunday、KMP、KR、AC算法一网打尽
字符串模式匹配算法——BM.Horspool.Sunday.KMP.KR.AC算法一网打尽 本文内容框架: §1 Boyer-Moore算法 §2 Horspool算法 §3 Sunday算法 §4 ...
- 数据结构- 串的模式匹配算法:BF和 KMP算法
数据结构- 串的模式匹配算法:BF和 KMP算法 Brute-Force算法的思想 1.BF(Brute-Force)算法 Brute-Force算法的基本思想是: 1) 从目标串s 的第一个字 ...
- 字符串模式匹配算法——BM、Horspool、Sunday、KMP、KR、AC算法
ref : https://dsqiu.iteye.com/blog/1700312 本文内容框架: §1 Boyer-Moore算法 §2 Horspool算法 §3 Sunday算法 §4 KMP ...
- 字符串匹配算法——KMP算法
处理字符串的过程中,难免会遇到字符匹配的问题.常用的字符匹配方法 1. 朴素模式匹配算法(Brute-Force算法) 求子串位置的定位函数Index( S, T, pos). 模式匹配:子串的定位操 ...
随机推荐
- iOS Crash日志
Understanding Crash Reports on iPhone OS https://developer.apple.com/videos/wwdc/2010/?id=317 http:/ ...
- hadoop意外之旅--巧合遇到一只大象
公司面临转型,所有开发也难免面临转型,开始选择自己想要走的方向进行研究. 说来也巧合,最近正好说搭个hadoop环境玩玩,结果遇到转型还被选为大数据小组组长.(尴尬) 开始一场遇到大象之旅,希望能在这 ...
- HTTP Header
1.User-Agent 记录访问当前网页的用户浏览器类型和版本,操作系统类型和版本.常见场景:根据不同浏览器和版本提供不同站点. JavaScript通过window.navigator.userA ...
- (TODO:)下载图片,报错:warning: could not load any Objective-C class information from the dyld shared cache. This will significantly reduce the quality of type information available.
想使用NSInvocationOperation下载图片,然而并没有下载下来, NSData为nil, 还有报错:(打断点就报错) warning: could not load any Object ...
- 贪吃蛇的java代码分析(一)
自我审视 最近自己学习java已经有了一个多月的时间,从一开始对变量常量的概念一无所知,到现在能勉强写几个小程序玩玩,已经有了长足的进步.今天没有去学习,学校里要进行毕业答辩和拍毕业照了,于是请了几天 ...
- Cocoa Touch事件处理流程--响应者链
Cocoa Touch事件处理流程--响应者链 作者:wangzz 原文地址:http://blog.csdn.net/wzzvictory/article/details/9264335 转载请注明 ...
- Sublime Text的心得经验。 全面
Sublime Text的心得经验.jikeytang/sublime-text · GitHub
- canvas简单处理图片(反色处理)
用canvas可以简单地处理图像,比如切割 灰色处理等,今天记下的是图像的反色处理. <!DOCTYPE html> <html> <head> <meta ...
- 基于FormsAuthentication的用户、角色身份认证
一般情况下,在我们做访问权限管理的时候,会把用户的正确登录后的基本信息保存在Session中,以后用户每次请求页面或接口数据的时候,拿到 Session中存储的用户基本信息,查看比较他有没有登录和能否 ...
- Redis性能测试
Redis 性能测试 Redis 性能测试是通过同时执行多个命令实现的.Redis性能测试主要是通过src文件夹下的redis-benchmark来实现(Linux系统下) 语法 redis 性能测试 ...