kmp算法

暴力匹配算法 以完成字符串的匹配为例 思路： 如果用暴力匹配的思路，并假设现在 str1 匹配到 i 位置，子串 str2 匹配到 j 位置，则有:

1) 如果当前字符匹配成功（即 str1[i] == str2[j]），则 i++，j++，继续匹配下一个字符 2) 如果失配（即 str1[i]! = str2[j]），令 i = i - (j - 1)，j = 0。相当于每次匹配失败时， i 回溯，j 被置为 0。 3) 用暴力方法解决的话就会有大量的回溯，每次只移动一位，若是不匹配，移动到下一位接着判断，浪费 了大量的时间。 public class ViolenceMatch { public static int violenceMatch(String str1,String str2){ char[] s1 = str1.toCharArray(); char[] s2 = str2.toCharArray(); int s1Len = s1.length; int s2Len = s2.length; int i = 0; // i 索引指向 s1 int j = 0; // j 索引指向 s2 while (i < s1Len && j < s2Len) {// 保证匹配时，不越界 if (s1[i] == s2[j]) {//匹配 ok i++; j++; } else { //没有匹配成功 //如果失配（即 str1[i]! = str2[j]），令 i = i - (j - 1)，j = 0。 i = i - (j - 1); j = 0; } } if(j==s2Len){ return i-j; }else{ return -1; } } public static void main(String[] args) { String str1="abcdedfaedwaf"; String str2="bcd"; int index = violenceMatch(str1, str2); System.out.println("index=" + index); } }

介绍《部分匹配表》 “部分匹配值”就是”前缀”和”后缀”的最长的共有元素的长度。以”ABCDABD”为例， －”A”的前缀和后缀都为空集，共有元素的长度为 0； －”AB”的前缀为[A]，后缀为[B]，共有元素的长度为 0； －”ABC”的前缀为[A, AB]，后缀为[BC, C]，共有元素的长度 0； －”ABCD”的前缀为[A, AB, ABC]，后缀为[BCD, CD, D]，共有元素的长度为 0； －”ABCDA”的前缀为[A, AB, ABC, ABCD]，后缀为[BCDA, CDA, DA, A]，共有元素为”A”，长度为 1； －”ABCDAB”的前缀为[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA]，后缀为[BCDAB, CDAB, DAB, AB, B]，共有元素为”AB”， 长度为 2； －”ABCDABD”的前缀为[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA, ABCDAB]，后缀为[BCDABD, CDABD, DABD, ABD, BD, D]，共有元素的长度为 0。 相比较暴力匹配不再是每次移动一个位置，而是根据匹配的位数、对应的部分匹配值计算得出移动的步数。

移动位数=已匹配的字符数-对应的部分匹配值。 public class KMPAlgorithm { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub String str1 = "BBC ABCDAB ABCDABCDABDE"; String str2 = "ABCDABD"; //String str2 = "BBC"; int[] next = kmpNext("ABCDABD"); //[0, 1, 2, 0] System.out.println("next=" + Arrays.toString(next)); int index = kmpSearch(str1, str2, next); System.out.println("index=" + index); // 15 } //写出我们的kmp搜索算法 /** * @param str1 源字符串 * @param str2 子串 * @param next 部分匹配表, 是子串对应的部分匹配表 * @return 如果是-1就是没有匹配到，否则返回第一个匹配的位置 */ public static int kmpSearch(String str1, String str2, int[] next) { //遍历 for(int i = 0, j = 0; i < str1.length(); i++) { //需要处理 str1.charAt(i) ！= str2.charAt(j), 去调整j的大小 //KMP算法核心点, 可以验证... while( j > 0 && str1.charAt(i) != str2.charAt(j)) { j = next[j-1]; } if(str1.charAt(i) == str2.charAt(j)) { j++; } if(j == str2.length()) {//找到了 // j = 3 i return i - j + 1; } } return -1; } //获取到一个字符串(子串) 的部分匹配值表 public static int[] kmpNext(String dest) { //创建一个next 数组保存部分匹配值 int[] next = new int[dest.length()]; next[0] = 0; //如果字符串是长度为1 部分匹配值就是0 for(int i = 1, j = 0; i < dest.length(); i++) { //当dest.charAt(i) != dest.charAt(j) ，我们需要从next[j-1]获取新的j //直到我们发现 有 dest.charAt(i) == dest.charAt(j)成立才退出 //这时kmp算法的核心点 while(j > 0 && dest.charAt(i) != dest.charAt(j)) { j = next[j-1]; } //当dest.charAt(i) == dest.charAt(j) 满足时，部分匹配值就是+1 if(dest.charAt(i) == dest.charAt(j)) { j++; } next[i] = j; } return next; } }