KMP模式匹配，查找子字符串

Posted 2020-11-03 106-cyh

代码解析

void cal_next(char *ptr, int *next, int plen)
{
    next[0] = -1;
    int k = -1;
    for (int i = 1; i <= plen-1; i++)
    {
        while (k > -1 && ptr[k + 1] != ptr[i])
        {
            k = next[k];
        }
        if (ptr[k + 1] == ptr[i])
        {
            k = k + 1;
        }
        next[i] = k;
    }
}

一.void cal_next(char *ptr, int *next, int plen)

1.for(int i=1;i<plen-1;i++);next,next[i];中的i为什么从1开始，plen-1结束？

因为i=1~plen-1，next[0]=-1;
所以数组next即可取遍0~plen-1的元素，长度为plen

2.while(k>-1&&ptr[k+1]!=ptr[i])中的while可以改为if吗？
因为每一次发现不匹配可以向更小的开始匹配，不止是一次

3.k=next[k];

k将变为更小的(小字符串内部的)最大相同前后缀长度，比较时，自然是在原有的基础上变为ptr[k+1]与字符串末端比较，而比较的基础是：前后缀是相同的，即ptr[k+1]接在前缀后，ptr[i]接在后缀后，如果相同，便可以 k++，否则，以此类推，此乃递归思想或者叫数学归纳思想（这两种思想到底有什么区别呢？我也不知道.冒昧地问一下...明白next[k]中下标是k时地含义吗？）

4.next[0]=-1;int k=-1中的两个-1，意义何在？

对于while(k>-1&&ptr[k+1]!=ptr[i])中的k为初值-1，此时k+=0，str[k+1]==str[0];
对于while(k>-1&&ptr[k+1]!=ptr[i])中的k=0时，若ptr[k+1]!=ptr[i],则k=next[k]==-1;又化为初值了，这只有问题中的两个-1同时存在时，才能达到这种效果

5.为什么k>next[k]？

首先要明确，比较的前提是k>-1(不是因为next[-1]不存在，而是因为while(k>-1&&ptr[k+1]!=ptr[i])中有这个条件)；其次要明白next[k]中下标是k时的含义：就是在原来的，有前后缀相同的小字符串长度内部，再找一个更小的，有前后缀的，更小字符串的，前后缀想同的长度-1（这里的-1是出于对字符数组的关怀）；在这两个的基础上，就有了k>next[k]的本质理解

6.k=next[k]能改为k--吗?

咋一看，问题不大，效率降低了而已，其实，很危险...举个粒子吧：abcd abce abcd abcc
真实匹配为-1，结果却为2；离谱的很，因为它的二次检索不是建立在“小字符串”（前面已经介绍该词的来源了）的基础上

7.该函数实现了什么功能？

宏观来观察一下，你会发现，该函数使用来得到next数组的，这是理解该函数的前提条件；
该数组的含义是，对于字串的不同字符串长度，对应的，前后缀字符串相同的，最长的长度减一（出于对数组下标的尊重，才要减的一）

KMP

int KMP(char *str, int slen, char *ptr, int plen)
{
    int *next = new int[plen];
    cal_next(ptr, next, plen);
    int k = -1;
    for (int i = 0; i < slen; i++)
    {
        while (k >-1&& ptr[k + 1] != str[i])
            k = next[k];
        if (ptr[k + 1] == str[i])
            k = k + 1;
        if (k == plen-1)
            return i-plen+1;
    }
    return -1;  
}

二.int KMP(char *str, int slen, char *ptr, int plen)

1.int *next = new int [plen]无需释放？

至于是无需释放还是自动释放，现在自身能力有限，我无法解释，期待你在评论区赐教

 

2.通过比较两个函数，不同点是？有些虽相同，但功能也有不同的，又是？

1..while(k>-1&&ptr[k+1]!=ptr[i])改为while(k>-1&&ptr[k+1]!=str[i])

.讲母串作为“后缀”去理解，再结合函数cal_next(),问题就迎刃而解了；

2..k=next[k]

.貌似功能不变，其实，也差不多，还是要记住，把母串当作后缀来思考会更省事

3.。if(k==plen-1)

.匹配度达百分之百是，就好了，此处比较简单，不啰嗦了

测试

    char *str = "bacbababadababacambabacaddababacasdsd";
    char *ptr = "ababaca";
    int a = KMP(str, 36, ptr, 7);
    return 0;