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一般模式匹配算法和KMP算法

来源:www.gzjuejin.com 时间:2024-05-14 06:29:39 作者:日月模式网 浏览: [手机版]

在计算机科学领中,字符串匹配是一个重要的来自www.gzjuejin.com。给定一个文本串和一个模式串,我们需要在文本串中找模式串出现的置。这个题在很多应用中都有广泛的应用,比如搜索引擎、数压缩、计算机安全等等。本文将介绍两常见的字符串匹配算法:一般模式匹配算法和KMP算法

一般模式匹配算法和KMP算法(1)

一般模式匹配算法

  一般模式匹配算法,也称为朴模式匹配算法,是最基本的字符串匹配算法原文www.gzjuejin.com。它的思想很简单:从文本串的第一个字符开始,依次和模式串的每一个字符进行比较,如果匹配成功,则继续比较下一个字符,否则从文本串的下一个字符开始重新比较。具体实现如下:

  ```python

  def match(text, pattern):

  n = len(text)

m = len(pattern)

for i in range(n - m + 1):

j = 0

  while j < m and text[i+j] == pattern[j]:

j += 1

  if j == m:

  return i

return -1

```

  这个算法的时间复杂度是$O(nm)$,其中$n$是文本串的长度,$m$是模式串的长度。当文本串和模式串长度相等时,时间复杂度最高,为$O(n^2)$。因此,这个算法在实际应用中的效率较低www.gzjuejin.com日月模式网

一般模式匹配算法和KMP算法(2)

KMP算法

KMP算法是一高效的字符串匹配算法,它的时间复杂度是$O(n+m)$,其中$n$是文本串的长度,$m$是模式串的长度。KMP算法的核心思想是利用已经匹配成功的字符信息,尽可能地减少匹配次数。具体实现如下:

```python

def kmp(text, pattern):

n = len(text)

  m = len(pattern)

next = get_next(pattern)

  i, j = 0, 0

  while i < n and j < m:

  if j == -1 or text[i] == pattern[j]:

i += 1

  j += 1

  else:

  j = next[j]

  if j == m:

  return i - m

  else:

  return -1

  def get_next(pattern):

m = len(pattern)

  next = [-1] * m

  i, j = 0, -1

while i < m - 1:

  if j == -1 or pattern[i] == pattern[j]:

i += 1

j += 1

  next[i] = j

  else:

  j = next[j]

return next

  ```

KMP算法的核心是求出模式串的next数组,next数组的义是:对于模式串中的每一个字符,求出它前面的子串中最长的相等前缀和后缀的长度。例如,对于模式串"ABCDABD",它的next数组为[-1, 0, 0, 0, 0, 1, 2]www.gzjuejin.com。这个数组的义是:第一个字符的next值为-1,表示不存在相等前缀和后缀;第二个字符的next值为0,表示前面的子串中不存在相等前缀和后缀;第三个字符的next值为0,表示前面的子串中不存在相等前缀和后缀;第四个字符的next值为0,表示前面的子串中不存在相等前缀和后缀;第五个字符的next值为0,表示前面的子串中不存在相等前缀和后缀;第六个字符的next值为1,表示前面的子串中最长的相等前缀和后缀的长度为1;第七个字符的next值为2,表示前面的子串中最长的相等前缀和后缀的长度为2。

在KMP算法中,当文本串和模式串的某个字符不匹配时,我们根next数组的信息调整模式串的置,使得尽可能多的字符得匹配。具体来说,我们将模式串向右移动$j-next[j]$个字符,其中$j$是模式串中当前不匹配的字符的下标。这样做的原因是,如果模式串中前$j$个字符已经匹配成功,而第$j+1$个字符和文本串中的字符不匹配,那么我们可以利用已经匹配成功的前$j$个字符的信息,将模式串向右移动$j-next[j]$个字符,使得前$j-next[j]$个字符和文本串中的前$j-next[j]$个字符相等,从而减少匹配次数日_月_模_式_网

总结

一般模式匹配算法和KMP算法都是常见的字符串匹配算法。一般模式匹配算法思想简单,实现容易,但是时间复杂度较高;KMP算法利用已经匹配成功的字符信息,减少匹配次数,时间复杂度较低。在实际应用中,我们可以根具体的情况选择的算法。

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