[C++知识库] C语言版KMP算法

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[C++知识库]C语言版KMP算法

对朴素匹配模式算法的改进：

主串指针不回溯，只有模式串指针回溯

我们来讲解如何实现求next数组的代码

//求next数组
void getNext(SString S,int *next){
	next[1] = 0;
	int i = 1,j = 0;
	while(i<S.length){
		if(j==0||S.ch[i]==S.ch[j]){
			next[++i] = ++j;
		}else{
			j = next[j];
		}
	}
}

kmp我给他起了另一个名字，叫做看门牌

求next数组，next数组的含义，是字符串的前后缀交集最长的长度加1.

我们需要观察出两点，第一点，比如next[6] = 4,那么next[7]最大只能为5，也就是next[6]+1。

第二点至关重要

$如果P_{next[j]} ≠ P_j ，那么next[j+1]可能的次大值为next[next[j]]+1$

我们求出next数组的关键就是根据此

递归求出next数组值

接下来是kmp的代码

//kmp代码
int KMP(SString S,SString T){
	int i=1,j=1;
	int next[T.length+1];
	getNext(T,next);
	while(i<=S.length&&j<=T.length){
		if(j==0||S.ch[i]==T.ch[j]){
			++i;
			++j;
		}else{
			j = next[j];
		}
	}
	if(j>T.length){
		return i-T.length;
	}else{
		return 0;
	}
}

开始判断 S.ch[i]==T.ch[j] ，如果相等，那么继续比较后续字符，如果不相等，模式串进行回溯，当跳出循环，即已经匹配完所有字符，如果j已经大于T的长度时说明成功，反之失败

完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#define MAXLEN 255

typedef struct{
	char ch[MAXLEN];
	int length;
}SString;

//输入字符串
void assign(SString *S){
	int i = 1;
	char x;
	scanf("%c",&x);
	while(x!='\n'){
		S->ch[i++] = x;
		scanf("%c",&x);
	}
	S->length = i-1;
}
//打印字符串
void print(SString S){
	for(int i=1;i<=S.length;i++){
		printf("%c",S.ch[i]);
	}
	printf("\n");
}
//求next数组
void getNext(SString S,int *next){
	next[1] = 0;
	int i = 1,j = 0;
	while(i<S.length){
		if(j==0||S.ch[i]==S.ch[j]){
			next[++i] = ++j;
		}else{
			j = next[j];
		}
	}
}
//kmp代码
int KMP(SString S,SString T){
	int i=1,j=1;
	int next[T.length+1];
	getNext(T,next);
	while(i<=S.length&&j<=T.length){
		if(j==0||S.ch[i]==T.ch[j]){
			++i;
			++j;
		}else{
			j = next[j];
		}
	}
	if(j>T.length){
		return i-T.length;
	}else{
		return 0;
	}
}
int main(){
	SString S,T;
	printf("请输入主串：\n");
	assign(&S);
	printf("请输入模式串：\n");
	assign(&T);
	printf("匹配到的位置:%d",KMP(S,T));
	return 0;
}