以前看过kmp算法,当时接触后总感觉好深奥啊,抱着数据结构的数啃了一中午,最终才大致看懂,后来提起kmp也只剩下“奥,它是做模式匹配的”这点干货。最近有空,翻出来算法导论看看,原来就是这么简单(先不说程序实现,思想很简单)。

模式匹配的经典应用:从一个字符串中找到模式字串的位置。如“abcdef”中“cde”出现在原串第三个位置。从基础看起

朴素的模式匹配算法

A:abcdefg  B:cde

首先B从A的第一位开始比较,B++==A++,如果全部成立,返回即可;如果不成立,跳出,从A的第二位开始比较,以此类推。

/*
*侯凯,2014-9-16
*功能:模式匹配
*/
#include<iostream>
#include <string>
using namespace std; int index(char *a,char *b)
{
int tarindex = ;
while(a[tarindex]!='\0')
{
int tarlen = tarindex;
int patlen;
for(patlen=;b[patlen]!='\0';patlen++)
{
if(a[tarlen++]!=b[patlen])
{
break;
}
}
if(b[patlen]=='\0')
{
return tarindex;
}
tarindex++;
}
return -;
}
int main()
{
char *a = "abcdef";
char *b = "cdf";
cout<<index(a,b)<<endl;
system("Pause");
}

思路朴实无华,十分有效,但是时间复杂度是O(mn),m、n分别是字符串和模式串的长度。模式匹配是一个常见的应用问题,用的广了,就有人想法去优化了。Rabin-Karp算法、有限自动机等等,前仆后继,最终出现了KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法。

kmp算法

优化的地方:如果我们知道模式中a和后面的是不相等的,那么第一次比较后,发现后面的的4个字符均对应相等,可见a下次匹配的位置可以直接定位到f了。说明主串对应位置i的回溯是不必要的。这是kmp最基本最关键的思想和目标。

再比如:

由于abc 与后面的abc相等,可以直接得到红色的部分。而且根据前一次比较的结果,abc就不需要比较了,现在只需从f-a处开始比较即可。说明主串对应位置i的回溯是不必要的。要变化的是模式串中j的位置(j不一定是从1开始的,比如第二个例子)

j的变化取决于模式串的前后缀的相似度,例2中abc和abc(靠近x的),前缀为abc,j=4开始执行。

j是前一次执行的模式子串(前几个,上例为6)中前缀的个数+1;它与模式字串中从前向后的前缀和从后向前的后缀的相同子串是有关系的,因为下次这部分相同的前缀就会移动到这部分后缀的位置,因为如果移动到后缀的前面位置,看图:

所以如果这次是j,下次的位置应该就是j前面的子串的最大前缀的长度+1,用这个新的位置再和原字符串的i位置进行比较就很幸福了。

这次是j,下次到底是多少呢,这就涉及到怎么计算的问题了?其实只看模式串我们就可以构建出这个j->x的关系,关系称为前缀函数,结果存储在数组中,称为前缀数组。

伪代码:

compiter-prefix-function(P)
m<-length[p]
pi[]<-
k<-
for q<- to m
do while k> and P[k+]!=P[q]
do k<-pi[k] //前缀的前缀...
if P[k+]==P[q]
then k<-k+
pi[q]<-k
return pi

使用前缀数组可很快地实现模式匹配,程序匹配字符串中模式出现的所有位置。

kmp-matcher(T, P)
n<-length[T]
m<-length[P]
pi<-compiter-prefix-function(P)
q<-
for i<- to n
do while q> and P[q+]!=T[i]
do q<-pi[q] //前缀的前缀...
if P[q+]==T[i]
then q<-q+
if q==m
then print “Pattern occurs with shift”i-m
q<-pi[q]

这两段代码思想完全相同,如果和前缀不同就比较前缀的前缀…,比较巧妙。如果kmp有难理解的地方,估计就是这段伪码的了。

KMP算法的时间复杂度为O(n+m)。

这里需要强调一下,KMP算法的仅当模式与主串之间存在很多部分匹配情况下才能体现它的优势,部分匹配时KMP的i不需要回溯,否则和朴素模式匹配没有什么差别。

简单有效的kmp算法的更多相关文章

  1. 不能更通俗了!KMP算法实现解析

    我之前对于KMP算法理解的也不是很到位,如果很长时间不写KMP的话,代码就记不清了,今天刷leetcode的时候突然决定干脆把它彻底总结一下,这样即便以后忘记了也好查看.所以就有了这篇文章. 本文在于 ...

  2. 简单kmp算法(poj3461)

    题目简述: 给你两个字符串p和s,求出p在s中出现的次数. 思路简述: 在介绍看BF算法时,终于了解到了大名鼎鼎的KMP算法,结果属于KMP从入门到放弃系列,后来看了几位大神的博客,似乎有点懂了.此题 ...

  3. KMP算法简单回顾

    前言 虽从事企业应用的设计与开发,闲暇之时,还是偶尔涉猎数学和算法的东西,本篇根据个人角度来写一点关于KMP串匹配的东西,一方面向伟人致敬,另一方面也是练练手,头脑风暴.我在自娱自乐,路过的朋友别太认 ...

  4. KMP算法实践与简单分析

    一.理解next数组 1.约定next[0]=-1,同时可以假想在sub串的最前面有一个通配符"*",能够任意匹配.对应实际的代码t<0时的处理情况. 2.next[j]可以 ...

  5. 运用kmp算法解决的一些问题的简单题解

    学习kmp算法我最后是看的数据结构书上的一本教材学会的..我认为kmp相对于普通的BF算法就是避免了非常多不必要的匹配.而kmp算法的精髓自然就在于next数组的运用...而next数组简而言之就是存 ...

  6. KMP算法的一个简单实现

    今天学习KMP算法,参考网上内容,实现算法,摘录网页内容并记录自己的实现如下: 原文出处: http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/05/Knuth%E2%80%93M ...

  7. KMP算法 C#实现 字符串查找简单实现

    KMP算法 的C#实现,初级版本 static void Main(string[] args) { #region 随机字符 StringBuilder sb = new StringBuilder ...

  8. Linux GCC下strstr的实现以及一个简单的Kmp算法的接口

    今天做了一道题,要用判断一个字符串是否是另一个字符串的子串,于是查了一下strstr的实现. 代码如下: char *strstr(const char*s1,const char*s2) { con ...

  9. KMP 算法简单解释

    ​ 讲KMP算法,离不开BF,实际上,KMP就是BF升级版,主要流程和BF一样 ​ 不同是在匹配失败时能利用子串的特征减少回溯,利用根据子串特征生成的Next数组来减少 <( ̄︶ ̄)↗[GO!] ...

随机推荐

  1. 读书笔记:JavaScript DOM 编程艺术(第二版)

    读完还是能学到很多的基础知识,这里记录下,方便回顾与及时查阅. 内容也有自己的一些补充. JavaScript DOM 编程艺术(第二版) 1.JavaScript简史 JavaScript由Nets ...

  2. Java基础Map接口+Collections工具类

    1.Map中我们主要讲两个接口 HashMap  与   LinkedHashMap (1)其中LinkedHashMap是有序的  怎么存怎么取出来 我们讲一下Map的增删改查功能: /* * Ma ...

  3. nodejs之get/post请求的几种方式

    最近一段时间在学习前端向服务器发送数据和请求数据,下面总结了一下向服务器发送请求用get和post的几种不同请求方式: 1.用form表单的方法:(1)get方法 前端代码: <form act ...

  4. 小白解决CENTOS7错误:Cannot find a valid baseurl for repo: base/7/x86_6

    刚入手的MacBook想着学点东西,本汪还是决定玩玩CentOS服务器,安装好了VirtualBox + CentOS. 打开一看,懵逼了!命令行! 行吧,先装个图形界面: $sudo yum gro ...

  5. JavaScript String对象

    本编主要介绍String 字符串对象. 目录 1. 介绍:阐述 String 对象的说明以及定义方式. 2. 实例属性:介绍 String 对象的实例属性: length. 3. 实例方法:介绍 St ...

  6. redux-undo

    简介 通过包装reducer,创建一个state History,保留历史state,可以做退一步,进一步操作 1.install npm install --save redux-undo@beta ...

  7. Redis/HBase/Tair比较

    KV系统对比表 对比维度 Redis Redis Cluster Medis Hbase Tair 访问模式    支持Value大小 理论上不超过1GB(建议不超过1MB) 理论上可配置(默认配置1 ...

  8. NPM如何更新到最新版

    参考文章--npm更新到最新版本的方法 其实我们可以这样,随便新建一个文件夹例如:F:\test.按着"shift"键,右键该文件夹,选择"在此处打开命令窗口(W)&qu ...

  9. SQL-类型转换函数

    CAST ( expression AS data_type)CONVERT ( data_type, expression,[style]) Select '您的班级编号'+ 1  错误这里+是数学 ...

  10. Linux 权限设置chmod

    Linux中设置权限,一般用chmod命令 1.介绍 权限设置chmod 功能:改变权限命令.常用参数: 1=x(执行权execute) 2=w(写权write) 4=r(读权Read) setuid ...