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C语言中实现KMP算法实例(完整)

时间:2023-05-19 18:30:10 公文范文 来源:网友投稿

一般的算法为什么这么低效呢?那是因为主串指针回溯情况过多:主串指针如果不回溯的话,速度就会加快,那我们就会想:如何让主串指针不回溯?KMP算法就是解决了这个问题,所以速度变得更快速了。下面是小编为大家整理的C语言中实现KMP算法实例(完整),供大家参考。

C语言中实现KMP算法实例(完整)

  一般的算法为什么这么低效呢?那是因为主串指针回溯情况过多:

  主串指针如果不回溯的话,速度就会加快,那我们就会想:

  如何让主串指针不回溯?

  KMP算法就是解决了这个问题,所以速度变得更快速了。

  它是这样子的:

  用一个数组:next[] 求得失配时的位置,然后保存下来。

  要说清楚KMP算法,可以从朴素的模式匹配算法说起。

  朴素的模式匹配算法比较容易理解,其实现如下

  int Indexchar s[], char p[], int pos int i, j, slen, plen; i = pos; j = 0; slen = strlens; plen = strlenp; whilei < slen && j < plen ifs[i] == p[j] i++; j++; else i = i-j+1; j = 0; ifj >= plen return i-plen; else return -1;

  可见,在朴素的模式匹配算法中,当模式中的p[j]与主串中的s[i]不匹配时,需要把主串的指针回溯到i-j+1的地方从新用s[i-j+1]跟p[0]进行匹配比较。KMP算法的想法是,能不能不回溯主串的指针呢?这种想法基于如下事实的:p[j]!=s[i]前,p[0]~p[j-1]跟s[i-j]~s[i-1]是匹配的(这里j>0,也就是说在不匹配前已经有匹配的字符了。否则如果j=0,则主串指针肯定不用回溯,直接向前变成i+1再跟p[0]比较就是了)

  p[j]!=s[i]前,p[0]~p[j-1]跟s[i-j]~s[i-1]是匹配的,这说明了什么呢?这说明可以通过分析模式的p[0]~p[j-1]来分析s[i-j]~s[i-1]。如果模式中存在p[0]~p[k-1]=p[j-k]~p[j-1]共k个匹配的字符,且k是满足这个关系的最大值),则可以知道s[i-k]~s[j-1]跟[0]~p[k-1]是匹配的,那么,s[i]只需要跟p[k]进行比较就行了。而这个k是跟主串无关的,只需要分析模式串就可以求出来(这就是普通的教材中next[j]=k这个假设的由来,普通教材中总喜欢假设这个k值已经有了,如果你逻辑思维强还没有什么,不然或多或少会把你卡在这的)。亦即next[j]=k。

  如果上述的p[0]~p[k-1]=p[j-k]~p[j-1]串不存在会怎么样呢?这说明p[j]前的串中不存在p[0]...=...p[j-1]的情况,就连p[0]也不等于p[j-1],也就是说p[0]~p[j-1]中所有以p[j-1]为结尾的子串跟模式p都是失配的。基于上面p[0]~p[j-1]=s[i-j]~s[i-1]的事实,可以断定s[i-j]~s[i-1]中所有以s[i-1]结尾的子串跟模式p都是失配,这说明把主串的指针回溯到i-j+1~i-1都是没有必要的,既然没有必要回溯,而s[i]!=p[j],则s[i只能跟p[0]进行比较匹配了。亦即next[j]=0。

  特殊情况下,j=0,即s[i]!=p[0],这时不用再用s[i]来跟p中的其它字符比较了,变成用s[i+1]跟p[0]进行比较。为了统一,可以让next[0]=-1。在下一轮的比较中,判断到j=-1的情况时,让i=i+1,j=j+1,自然就形成s[i+1]跟p[0]比较的效果了。

  KMP算法实现示例

  具体请看如下程序:

  #include#include#include#define MAX 101void get_next int *next,char *a,int la /*求NEXT[]的值*/ int i=1,j=0 ; next[1] = 0 ; while i <= la /*核心部分*/ if a[i] == a[j] || j == 0 j ++ ; i ++ ; if a[i] == a[j] next[i] = next[j]; else next[i] = j ; else j = next[j] ; int str_kmp int *next, char *A ,char *a, int lA,int la/* EASY*/ int i,j,k ; i = 1 ; j = 1 ; while i<=lA && j <= 0="" la="" j="" i="" else="" if=""> la return i-j+1 ; else return -1 ;int mainvoid int n,k; int next[MAX]=0 ; int lA=0,la =0 ; char A[MAX],a[MAX] ; scanf"%s %s",A,a ; lA = strlenA; la = strlena; fork=la-1; k>= 0 ;k -- a[k+1] = a[k] ; fork=lA-1; k>= 0 ;k -- A[k+1] = A[k] ; get_nextnext,a,la ; k = str_kmpnext,A,a,lA,la; if -1 == k printf"Not Soulation!!! "; else printf"%d ",k ; system"pause"; return 0 ;

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