算法设计与分析基础19字符串匹配算法

Posted 2020-09-30 cutter_point

package cn.xf.algorithm.ch07inputEnhancement;

import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * 功能：字符串匹配算法，（还有一种叫KMP算法的，也是很经典的算法，就是比较复杂）
 * 
 * 第一步：对于给定的长度为m的模式和在模式文本中用到的字母表，按照上面的描述构造移动表
 * 第二步：将模式与文本的开始处对齐
 * 第三步：重复代码中过程，知道发现一个匹配子串或者模式到达了文本的最后一个字符以外。从模式的最后一个字符开始，比较模式和文本中的相应字符，直到：要么所有m个字符都匹配（然后停止），要么遇到了一对不匹配的字符。
 * 在后一种情况下，如果c是当前文本中和模式的最后一个字符相对齐的字符，从移动表的第c列中取出单元格t(c)的值，然后将模式沿着文本向右移动t(c)个字符的距离
 * 
 * @author xiaofeng
 * @date 2017年7月23日
 * @fileName Horspool.java
 *
 */
public class Horspool {

	/**
	 * 生成字母表map数据表
	 * @return
	 */
	public Map<Character, Integer> getLetterTable(char model[], char special[]) {
		//创建对应的键值对
		Map result = new HashMap<Character, Integer>();
		//吧所有的字母填进去
		for(int i = 97, j = 65; i < 123 || j < 91; ++i,++j) {
			result.put((char)i, model.length);
			result.put((char)j, model.length);
		}
		//把排除在外的特殊字符添加进去
		for(int i = 0; i < special.length; ++i) {
			result.put(special[i], model.length);
		}
		
		//吧给定的串加入字段表
		for(int i = 0; i < model.length; ++i) {
			//向右边需要移动的长度是模型长度减去当前位置然后在根据0开始的数组原因,这里需要减1，正好把这个移动到对应的位置
			result.put(model[i], model.length - i - 1);
		}
		
		return result;
	}
	
	public int horspoolMatching(char model[], char main[], char special[]) {
		//比对model在main中是否有完全一样的子串，反馈字符串起始的位置
		//1、生生需要位移的字母映射表
		Map shiftTable = this.getLetterTable(model, special);
		//2、从model模板的最右开始比较
		int i = model.length - 1;
		//3、循环遍历母串，直到匹配成功，或者到末尾，没有匹配子串
		while(i < main.length) {
			int haveMatched = 0; //已经匹配到的字符，用来推算下一个比较字符的位置
			//当比较的个数还没有完全比较完，也即是个数比model长度小，并且当前字符和母串匹配，则继续循环比较
			while(haveMatched < model.length && main[i - haveMatched] == model[model.length - 1 - haveMatched]) {
				++haveMatched; //继续比较下一个
			}
			
			//如果比较OK的长度正好和model一样，说明比较成功，否则回移
			if(haveMatched == model.length) {
				return i - model.length + 1;
			} else {
				//否则回移，这里的回移根据字母表的位置回退
				int shifIndex = (Integer) shiftTable.get(main[i - haveMatched]);
				i = i + shifIndex;
			}
		}
		
		//循环结束
		return -1;
	}
	
	@Test
	public void testMatch() {
		char model[] = {‘C‘, ‘U‘, ‘T‘, ‘T‘, ‘E‘, ‘R‘};
		char special[] = {‘_‘, ‘$‘};
		char main[] = {‘A‘, ‘a‘, ‘_‘, ‘$‘, ‘U‘, ‘T‘, ‘T‘, ‘E‘, ‘R‘, ‘g‘, ‘C‘, ‘U‘, ‘T‘, ‘T‘, ‘C‘, ‘U‘, ‘T‘, ‘T‘, ‘E‘, ‘R‘};
		Horspool horspool = new Horspool();
		Map result = horspool.getLetterTable(model, special);
		int result1 = horspool.horspoolMatching(model, main, special);
		System.out.println(result1);
	}
	
	@Test
	public void testzimu() {
		char model[] = {‘C‘, ‘U‘, ‘T‘, ‘T‘, ‘E‘, ‘R‘};
		char special[] = {‘_‘, ‘$‘};
		Horspool horspool = new Horspool();
		Map result = horspool.getLetterTable(model, special);
		System.out.println(result.toString());
	}
	
	@Test
	public void test() {
		int a = ‘a‘; //97
		int z = ‘z‘; //122
		int A = ‘A‘; //65
		int Z = ‘Z‘; //90
		char a1 = 97;
		System.out.println(a1);
	}
}