七分鐘理解什麼是 KMP 演算法

2021-09-29 15:49:44 字數 1935 閱讀 9095

本文是介紹什麼是bf演算法kmp演算法bm演算法三部曲之一。

kmp演算法內部涉及到的數學原理與知識太多,本文只會對kmp演算法的執行過程、部分匹配表next陣列進行介紹,如果理解了這三點再去閱讀其它有關kmp演算法的文章肯定能有個清晰的認識。

knuth-morris-pratt 字串查詢演算法,簡稱為kmp演算法,常用於在乙個文字串 s 內查詢乙個模式串 p 的出現位置。

這個演算法由 donald knuth、vaughan pratt、james h. morris 三人於 1977 年聯合發表,故取這 3 人的姓氏命名此演算法。

是不是感覺 donald knuth 這個名字很眼熟?沒錯,在前面這或許是講解 knuth 洗牌演算法最好的文章一文中也出現了他!

下面直接給出kmp演算法的操作流程:

看不明白?直接看動畫!

以下**本串 s 與模式串 p 為例:

首先,列出模式串 p 的所有子串:

然後,求得每乙個子串的所有字首與字尾。

字首指除了最後乙個字元以外,乙個字串的全部頭部組合;字尾指除了第乙個字元以外,乙個字串的全部尾部組合。

以第五列為例進行演示。

字首

字尾

求得原模式串 p 的子串對應的各個字首字尾的公共元素的最大長度表下圖。

根據最大長度表去求next 陣列next 陣列相當於「最大長度值」 整體向右移動一位,然後初始值賦為-1

好了,獲取了next 陣列後,kmp 演算法的操作就很清晰了。

將模式串 p 與文字串 s 的字母乙個個進行匹配,當失配的時候,模式串向右移動。

怎麼移動?

比如模式串的b與文字串的c失配了,找出失配處模式串的next陣列裡面對應的值,這裡為0,然後將索引為0的位置移動到失配處。

如果大家看這一章能大概理解kmp演算法的執行過程的話,那麼後續對kmp演算法的更深入講解,比如**實現、next陣列優化、時間複雜度分析等知識點肯定也是理解的。

我的專欄:

和程式設計師小吳一起學演算法

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