串的两种模式匹配算法

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了串的两种模式匹配算法相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

  模式匹配(模范匹配):子串在主串中的定位称为模式匹配或串匹配(字符串匹配) 。模式匹配成功是指在主串S中能够找到模式串T,否则,称模式串T在主串S中不存在。

  以下介绍两种常见的模式匹配算法:

  1. Brute-Force模式匹配算法 暴风算法,又称暴力算法。

  算法的核心思想如下:
  设S为目标串,T为模式串,且不妨设:
  S=“s0s1s2…sn-1” , T=“t0t1t2 …tm-1”
  串的匹配实际上是对合法的位置0≦i≦n-m依次将目标串中的子串s[i…i+m-1]和模式串t[0…m-1]进行比较:

  • 若s[i…i+m-1]=t[0…m-1]:则称从位置i开始的匹配成功,亦称模式t在目标s中出现;
  • 若s[i…i+m-1]≠t[0…m-1]:从i开始的匹配失败。位置i称为位移,当s[i…i+m-1]=t[0…m-1]时,i称为有效位移;当s[i…i+m-1] ≠t[0…m-1]时,i称为无效位移。

  算法实现如下:

  (笔者偷懒,用C#实现,实际上C# String类型已经封装实现了该功能)

 1 public static Int32 IndexOf(String parentStr, String childStr)
 2         {
 3             Int32 result = -1;
 4             try
 5             {
 6                 if (parentStr.Length > 1 && childStr.Length > 1)
 7                 {
 8                     Int32 i = 0;
 9                     Int32 j = 0;
10                     while (i < parentStr.Length && j < childStr.Length)
11                     {
12                         if (parentStr[i] == childStr[j])
13                         {
14                             i++;
15                             j++;
16                         }
17                         else
18                         {
19                             i = i - j + 1;
20                             j = 0;
21                         }
22                     }
23                     if (i < parentStr.Length)
24                     {
25                         result = i - j;
26                     }
27                 }
28             }
29             catch (Exception)
30             {
31                 result = -1;
32             }
33             return result;
34         }

  该算法的时间复杂度为O(n*m) ,其中n 、m分别是主串和模式串的长度。

  2.KMP算法,该算法是对上述暴风算法的一种改进实现算法,其改进之处在于:

  每当一趟匹配过程出现字符不相等时,主串指示器不用回溯,而是利用已经得到的“部分匹配”结果,将模式串的指示器向右“滑动”尽可能远的一段距离后,继续进行比较。核心思想:“利用已经部分匹配这个有效信息,保持i指针不回溯,通过修改j指针,让模式串尽量地移动到有效的位置




以上是关于串的两种模式匹配算法的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

求出子串(模式串)的next函数值,利用kmp算法实现模式与主串的匹配算法

串的模式匹配算法

详解 Scala 模式匹配

串串

数据结构17:数据结构中的字符串

(王道408考研数据结构)第四章串-第二节:串的模式匹配算法(朴素和KMP)