[数据结构与算法]学习数据结构笔记(18) --- [KMP算法]

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推荐看大佬的文章–>从头到尾彻底理解KMP

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KMP算法之求next数组代码讲解

1.情景引入

关于字符串的匹配问题;

主字符串1 —> str1 = " 我是一条很长的字符串我是被匹配的字符串 " ;
字符串2 —> str2= " 被匹配的 ";
若字符串1包含字符串2,则返回开始出现的位置;否则返回 -1;

若使用暴力匹配的方式,需要依次寻找是否存在;

假如父级字符串 str1 有个指针 i ; 子级字符串 str2 有个指着 j;
(1)当 str1.charAt( i ) == str2.charAt( j ) ;i+=1;j+=1,两个字符串的指针均向后移动;
(2)若当前不相等时,则需要将子级字符串str2的 指针 j 归零; 然后是字符串str1的指针需要回溯: i=i-(j-1)

2.暴力匹配字符串方法实现

public class ViolentTest {
    //测试;
    public static void main(String[] args) {
        String faStr = "我是一条很长的字符串我是被匹配的字符串";
        String sonStr = "被匹配的";
        System.out.println("--若匹配则显示首次出现的位置,否则返回-1---");
        System.out.println(violentMethod(faStr, sonStr));
        //--若匹配则显示首次出现的位置,否则返回-1---
        //12
    }

    //暴力匹配算法;
    public static int violentMethod(String fa, String son) {
        //获取父级,子级字符串的长度;
        int faLen = fa.length();
        int sonLen = son.length();
        //父子级字符串变换的数组;
        char[] faArray = fa.toCharArray();
        char[] sonArray = son.toCharArray();
        //定义在父级和子级字符串的指针; pointerFa pointerSon
        int pointerFa = 0;
        int pointerSon = 0;
        while (pointerFa < faLen && pointerSon < sonLen) {
            //若匹配则同时向后移动;
            if (faArray[pointerFa] == sonArray[pointerSon]) {
                pointerFa++;
                pointerSon++;
            } else {
                //
                pointerFa = pointerFa - (pointerSon - 1);
                //子级字符串的指针归零;
                pointerSon = 0;
            }
        }

        //最后结束时,若能让字符串匹配结束;返回第一次匹配的位置
        if (pointerSon == sonLen) {
            return pointerFa - pointerSon;
        } else {
            return -1;
        }
    }
}

3. KMP匹配算法

这部分看视频讲解的话,还不是很清楚,根据视频的推荐,找到这篇很全面的文章—>
推荐看大佬的文章–>从头到尾彻底理解KMP

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KMP算法之求next数组代码讲解

package day19kmpalgorithm;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author by CSDN@小智RE0
 */
public class KmpTest {
    //测试
    public static void main(String[] args) {

        String fa  = "ZXCV QQWERTY QQWEKQQWEQQWERTYUQWER";
        String son = "QQWERTYU";
        //得到子串的匹配表;
        int[] sonNext = kmp(son);
        System.out.println(Arrays.toString(sonNext));
        System.out.println("出现的位置"+kmpMethod(fa, son, sonNext));
        //[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
        //出现的位置22
    }

    //进行搜索;
    private static int kmpMethod(String fa,String son,int[] sonNext){
        //i1匹配父字符串,i2匹配子字符串;
        for (int i1 = 0,i2 =0; i1 < fa.length(); i1++) {
            while(i2>0 && fa.charAt(i1)!=son.charAt(i2)){
                i2 = sonNext[i2-1];
            }
            if(fa.charAt(i1) == son.charAt(i2)){
                i2++;
            }
            //匹配到字符了;
            if(i2 == son.length()){
                return i1-i2 +1;
            }
        }
        return -1;
    }


    //得到匹配字符串的对应匹配表;
    private static int[] kmp(String son){
        int[] next = new int[son.length()];
        //长度为1,则匹配对应为0;
        next[0]=0;
        for (int i = 1, j=0; i < son.length() ; i++) {
            //等待相等时再退出while循环;
            while(j>0 && son.charAt(i)!=son.charAt(j)){
                j = next[j-1];
            }
            //i一开始在字符串第2位, 前后的字符相等;j后移;
            if(son.charAt(i)==son.charAt(j)){
                j++;
            }
            //更新匹配数组;
            next[i]=j;
        }
        return next;
    }
}