串的模式匹配演算法 RK

2021-06-08 15:48:36 字數 1588 閱讀 7271

這一節介紹一下由rabin和karp提出的rk演算法。

1,rk演算法的基本思想

hash!

如果兩個字串hash後的值不相同,則它們肯定不相同;如果它們hash後的值相同,它們不一定相同。

rk演算法的基本思想就是:將模式串p的hash值跟主串s中的每乙個長度為|p|的子串的hash值比較。如果不同,則它們肯定不相等;如果相同,則再諸位比較之。

2,rk演算法的求解過程

將我們用來比較的字串的全集設為∑=,設∑的長度為d=|∑|,則主串和模式串都可以看作是d進製數。例如只由數字組成的字串,它的全集∑=,d=10。

設模式串為p,其長度為m,主串為s,其長度為n。則模式串p可以看作是乙個m位的d進製數a,主串s可以看作是乙個n位的d進製數。我們的模式匹配過程就是將a與主串中的每個長度為m的d進製數s[t…t+m-1] (t=0,1,2,…,n-m+1)的值做比較,所以整個模式匹配過程就變成了兩個d進製數之間的比較過程。例如模式串為123,主串為65127451234,就是將十進位制數123跟十進位制數651, 512, 127, 274, 745, 451, 512, 123的逐個比較過程。

明確了匹配過程,下面就是求解a和求解s[t…t+m-1] (t=0,1,2,…,n-m+1)的過程:

1)求解a。根據多項式計算方法,a = p[m-1] + d * (p[m-2] + d * (p[m-3] + …+ d * (p[1] + d*p[0])…))

2)求解s[t…t+m-1]。為了方便表示,我們設s[t…t+m-1] = st,則s[t+1…t+m] = st+1

假設已求得st,現在要求st+1,需要注意的是st+1是st去掉高位資料,其餘的m-1位乘以d後再在最低位加一位得到。於是

st+1 = d * (st – dm-1*s[t]) + s[t+m]

公式比較晦澀,舉個例子看看吧。比如上面例子中主串是65127451234。s2=127,那麼s3=10×(127-102×1)+ 4 = 274

現在的問題是,如果a的值太大,比較的過程會比較耗時,這個時候我們可以將這個大數mod q(q是乙個大素數),同理,st也mod q,將兩個取模之後的數相比較。

3,rk演算法的實現

1

#define q 144451

2#define d 2634

int ismatch(char *s, int i, char *p, intm)5

1213

/*14

* 字串匹配的rk演算法

15* author:rabin & karp

16* 實現:cobbliu

17* 若成功匹配返回主串中的偏移,否則返回-1

18*/

19int rk(char *s, char *p)

2036

37for(i = 0; i != n-m; i++)

4344

return -1

;45 }

4,演算法的複雜度分析

如果選擇的素數q>=m, 則rk演算法的期望執行時間為o(n+m), 如果m<

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