KMP算法(Python)

进阶的做法就是KMP算法,当然暴力也能ac。

KMP主要用一个nex列表,nex[i]存储(模式串needle中)从第0个到i个字符串s中的一个相等前后缀的最大长度。比如说对于aabaa来说,最大长度应该是(前缀aa)和后缀(aa)的长度2,再比如说对于aabaaba来说,最大长度为(前缀aaba)和后缀(aaba)的长度4。

下图是董晓算法的例子,不过他是从1开始计数,我们Python都是0开始计数。

对上图,双指针分别在模式串上滑动,一个j从前缀开始,一个i从后缀开始。

当i=9,j+1=6的时候,两者不匹配,就是代码中, p[j] !=p[j+1],让j=nex[j],意思是发现aabaaa和aabaab不匹配了,现在找到aabaa的(相等前后缀的最大长度),那就是aa,j跳到2的位置,相对于j = nex[j]。为什么要找到aabaa的(相等前后缀的最大长度),因为现在aabaa+a与aabaa+b不匹配了,需要找到与aabaa+b相匹配的最大前缀长度,那么需要对aabaa进行缩少,

目前在最大长度的情况下,前缀是aabaa,后缀是aabaa,分别编号1,2,3,4,5

找到aabaa的(相等前后缀的最大长度)相对于找到1,2(aa)和4,5(aa)相等,再考虑aa+a和aa+b匹不匹配,看起来不匹配,再找到aa的(相等前后缀的最大长度)为(a),那么a+a显然和a+a相匹配。看不懂还是去b沾:F03【模板】KMP 算法_哔哩哔哩_bilibili

下面是KMP的整个算法:

class Solution:
    def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int:
        s = haystack
        p = needle
        leth = len(p)
        nex = [-1]*leth
        j = -1
        nex[0] = 0
        for i in range(1, leth):
            while j != -1 and p[i] != p[j+1]:
                j = nex[j] - 1
            if p[i] == p[j+1]:
                j += 1
            nex[i] = j + 1
        x = -1
        for idx in range(len(s)):
            while x != -1 and s[idx] != p[x+1]:
                x = nex[x] - 1
            if s[idx] == p[x+1]:
                x += 1
            if x == leth -1:
                return idx - leth + 1
        return -1

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