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KMP算法簡介和代碼舉例

2023-03-13 08:55 作者:機(jī)器朗讀  | 我要投稿

KMP算法是一種字符串匹配算法,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn),其核心思想是利用模式串中已經(jīng)匹配的信息,避免在文本串中不必要的回溯,從而提高匹配的效率。

具體來說,KMP算法采用兩個指針i和j來分別指向文本串和模式串,i用于遍歷文本串,j用于遍歷模式串。當(dāng)文本串和模式串匹配失敗時(shí),根據(jù)模式串的已匹配信息來調(diào)整模式串的起始位置,避免對已經(jīng)匹配過的部分進(jìn)行重復(fù)匹配。具體來說,對于模式串中某個字符匹配失敗時(shí),我們會利用模式串的前綴和后綴信息來決定模式串應(yīng)該向右移動多少位,而不是直接將模式串移動到匹配失敗的下一個位置重新開始匹配。

KMP算法的核心在于計(jì)算模式串中的前綴和后綴信息,即對于每一個位置i,找到一個最長的子串,使得這個子串是模式串的前綴,同時(shí)也是模式串i之前的某個后綴。這個最長的子串的長度就是在i位置上的前綴和后綴的最大公共長度,通常稱為next數(shù)組。KMP算法計(jì)算next數(shù)組的過程可以通過動態(tài)規(guī)劃來實(shí)現(xiàn),時(shí)間復(fù)雜度為O(m),其中m是模式串的長度。計(jì)算完next數(shù)組后,KMP算法的匹配過程時(shí)間復(fù)雜度為O(n),其中n是文本串的長度。

總之,KMP算法是一種高效的字符串匹配算法,它通過利用模式串中已匹配的信息來避免不必要的回溯,提高匹配的效率。

下面是一個簡單的C語言代碼實(shí)現(xiàn)KMP算法,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們首先定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在main函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,KMP算法中的字符串下標(biāo)一般從0開始。

以下是一個簡單的Python實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們首先定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,Python中的字符串下標(biāo)一般從0開始。

以下是一個簡單的Node.js實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,Node.js中的字符串下標(biāo)一般從0開始。

以下是一個簡單的Dart實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,Dart中的字符串下標(biāo)一般從0開始。

以下是一個簡單的Go語言實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,Go語言中的字符串下標(biāo)一般從0開始。

以下是一個簡單的Swift實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,Swift中的字符串下標(biāo)一般從0開始,需要通過字符串的index方法來訪問指定位置的字符。

以下是一個簡單的TypeScript實(shí)現(xiàn)KMP算法的代碼,用于在一個文本串中查找一個模式串是否出現(xiàn):

在這個例子中,我們定義了一個函數(shù)getNext來計(jì)算模式串的next數(shù)組,然后定義了一個函數(shù)kmp來實(shí)現(xiàn)KMP算法,最后在主函數(shù)中調(diào)用kmp函數(shù)來查找模式串在文本串中的起始位置。需要注意的是,TypeScript中的字符串下標(biāo)一般從0開始。



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