串的模式匹配之KMP算法实现

概述

函数刻画

主串位置不变,next值就是模式串(子串)比较后应跳转的位置

不同位置

next[j]函数

next由模式串决定,看模式串当前比较位的前串中前后缀相同的个数来得k-1的值,next[当前位]=k+1

小补充

PM值:也称部分匹配值,每一位字符及其之前的字符所能匹配(前后缀相等的字符个数)的最大值。右移位数=当前比较的字符位置-对应的PM值,当PM=0时,右移位数最大。

next数组:是由每位字符对应的PM值右移一位(低位补-1)得到的结果

next数组的值:即当前所求next[j]数组,它是由所有next数组对应值+1修正得到的结果

一般题目需要求的话,最好倒推求:即求next数组的值——>next数组

代码实现

优化next函数

nextval数组

1.将当前字符与其next值对应的字符进行比较,如果不同,则当前字符的nextval与当前字符的next值保持一致

2.如果当前字符与其next值对应的字符相同,再比较next字符与其对应的next的字符进行比较,如果不同,则当前字符的nextval就与其next值对应字符的nextval值相同;否则如果当前字符的next字符与next字符对应的next的字符相同,当前字符的nextval就与其next值对应字符的next值对应的字符的nextval值相同......依次比较

总之,比较后与谁相同,nextval就与谁对应的next值相同,否则与当前比较字符的next值相同

代码实现

区别

代码整合

//串的应用
#define maxsize 100;

//类型定义 
typedef struct {//顺序串=串数组+串长 
	char ch[maxsize+1];//下标从1开始存串 
	int length; 
}sstring;

sstring s;//顺序串 
//串的模式匹配-KMP算法实现
 
//求next数组:
void getnext(sstring t,int next[]){//通过模式串求得next数组的值
    int i=1;//标记当前比较位置 
	int j=0; //记录跳转位置 
	next[1]=0;
	while(i<t.length){//下标位置合法 :????为啥不能取等号 
		if(j==0||t.ch[i]==t.ch[j]){//字符匹配 或 开始匹配(因为next[0]位置是不用的,next数组是从1开始存储) 
		++i;++j;//比较下一个 
		next[i]=j;//记录当前next的值 
	}
	else  j=next[j];// 失配跳转
	} 
}
//匹配算法 
int KMP(sstring s,sstring t,int next[]){
	int i=1;//标记主串位置下标
	int j=1;//标记子串位置下标
	while(i<=s.length&&j<=t.length){
		if(j==0||s.ch[i]==t.ch[j]){//字符匹配或第一个字符就失配,指针下移 
			++i;++j;
		}
		else j=next[j];//不匹配时,子串跳转,主串不变 
	} 
	if(j>t.length)
	return i-t.length;//匹配成功,返回首字符在主串中的下标位置 
	else return 0; 
}

//求nextval数组:与求next数组大致相同,只不过需要内嵌多一次比较
void getnextval(sstring t,int nextval[]){
	int i=1;//记录当前位置
	int j=0;//记录跳转位置
	nextval[1]=0; 
	while(i<t.length){
		if(j==0||t.ch[i]==t.ch[j]){ //字符匹配 或 开始匹配(因为next[0]位置是不用的,next数组是从1开始存储) 
			++i;++j;//下标后移 
			//记录当前nextval值 
			if(t.ch[i]!=t.ch[j]) //后移位置字符不相等
			nextval[i]=j;//与next值保持一致
			else nextval[i]=nextval[j];//与相同字符的nextval值保持一致 
		}
		else j=nextval[j];//失配跳转
	}
}

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