Boyer Moore 演算法 與KMP演算法的對比

2021-07-11 11:09:11 字數 2428 閱讀 3446

kmp演算法並不是效率最高的演算法,實際採用並不多。各種文字編輯器的」查詢」功能(ctrl+f),大多採用boyer-moore演算法。boyer-moore演算法不僅效率高,而且構思巧妙,容易理解。

while (!matched && !exhausted)

decrement indices of pattern and text by one;

}

假定字串為"here is a ****** example",搜尋詞為"example"。

首先,"字串"與"搜尋詞"頭部對齊,從尾部開始比較。

這是乙個很聰明的想法,因為如果尾部字元不匹配,那麼只要一次比較,就可以知道前7個字元肯定不是要找的結果。

我們看到,"s" 與 "e" 不匹配。這時,"s" 就被稱為"壞字元"(bad character),即不匹配的字元。我們還發現,"s" 不包含在搜尋詞 "example" 之中,這意味著可以把搜尋詞直接移到 "s" 的後一位。

依然從尾部開始比較,發現 "p" 與 "e" 不匹配,所以 "p" 是"壞字元"。但是,"p" 包含在搜尋詞 "example" 之中。所以,將搜尋詞後移兩位,兩個 "p" 對齊。

由此總結出"壞字元規則":

後移位數 = 壞字元的位置 - 搜尋詞中的上一次出現位置

如果"壞字元"不包含在搜尋詞之中,則上一次出現位置為 -1。

以 "p" 為例,它作為"壞字元",出現在搜尋詞的第 6 位(從 0 開始編號),在搜尋詞中的上一次出現位置為 4,所以後移 6 - 4 = 2 位。再以前面第二步的 "s" 為例,它出現在第 6 位,上一次出現位置是 -1(即未出現),則整個搜尋詞後移 6 - (-1) = 7 位。

以上是 "壞字元規則",還有乙個 "好字尾規則":

後移位數 = 好字尾的位置 - 搜尋詞中的上一次出現位置

計算時,位置的取值以"好字尾"的最後乙個字元為準。如果"好字尾"在搜尋詞中沒有重複出現,則它的上一次出現位置為 -1。

比較前面一位,"mple" 與 "mple" 匹配。我們把這種情況稱為"好字尾"(good suffix),即所有尾部匹配的字串。注意,"mple"、"ple"、"le"、"e" 都是好字尾。

比較前一位,發現 "i" 與 "a" 不匹配。所以,"i" 是 "壞字元"。根據"壞字元規則",此時搜尋詞應該後移 2 -(-1)= 3 位。

而根據 「好字尾規則",所有的"好字尾"(mple、ple、le、e)之中,只有 "e" 在 "example" 之中出現兩次,所以後移 6 - 0 = 6 位。

可以看到,」壞字元規則」只能移 3 位,」好字尾規則」可以移 6 位。所以,boyer-moore 演算法的基本思想是,每次後移這兩個規則之中的較大值。

更巧妙的是,這兩個規則的移動位數,只與搜尋詞有關,與原字串無關。因此,可以預先計算生成《壞字元規則表》和《好字尾規則表》。使用時,只要查表比較一下就可以了。

完整的搜尋過程:

字串匹配的boyer-moore演算法 知識庫

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