21天学习挑战赛KMP模式匹配算法

Posted 2022-08-15 Alex抱着爆米花

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了21天学习挑战赛KMP模式匹配算法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

活动地址：CSDN21天学习挑战赛

怕什么真理无穷，进一步有一份的欢喜。

【21天学习挑战赛】KMP模式匹配算法

✌我为什么参与挑战赛

1，机缘

读到研一了，暑假假期打开私信发现这个挑战赛就鼓起勇气参加了。

2，期待的收获

A, 本人在华南理工大学攻读专硕，目前研究方向是图像恢复，从事深度学习相关工作，目标是从事Java后端开发。
B, 期待您的反馈，如果有什么不对的地方，欢迎指正！
C, 期待认识志同道合的领域同行或技术交流。
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🍉模式匹配算法？

对于子串的定位操作通常成为串的模式匹配,可以看下图就是匹配的过程

💬KMP模式匹配算法的定义

可以看到上面的匹配是一位一位的挪动，匹配算法很低效，KMP算法是前人发表的一种模式匹配算法来大大避免重复遍历的情况。

✨KMP模式匹配算法的优劣

优势

大大减低时间复杂度，从原来的O((n-m+1)*m)降低为O(n+m)

劣势

原理较复杂，实现困难

🍵KMP模式匹配算法的步骤

构建next数组(请参考KMP学习资料)
进行匹配

✍️ 算法实现

package wpc.leetbook.arrString;

import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.Arrays;

public class KMP 
    private int[] get_next(String T) 
        int m = T.length();
        int[] next = new int[m];
        next[0] = -1;
        int j = -1, i = 0;
        // j表示当前字符之前的串的前后缀的相似度
        while (i < m - 1) 
            // T[j] 表示前缀的单个字符
            // T[i] 表示后缀的单个字符
            if (j < 0 || T.charAt(j) == T.charAt(i)) 
                j++;
                i++;
                next[i] = j;
             else 
                //如果字符不同就进行回溯，退到合适位置，i不变
                j = next[j];
            
        
        return next;
    

    public int strStr(String haystack, String needle) 
        if (needle.length() == 0) return 0;
        int m = haystack.length(), i = 0;
        int n = needle.length(), j = 0;
        //获取next数组
        int[] next = get_next(needle);
        while (i < m && j < n) 
            //两个字母相等，继续匹配
            if (j < 0 || haystack.charAt(i) == needle.charAt(j)) 
                i++;
                j++;
             else 
                //j退到合适位置，i不变
                j = next[j];
            
        
        if (j == n) 
            return i - j;
         else return -1;

    

    @Test
    public void test() 
        int[] arr = get_next("abcabx");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));