KMP演算法字串匹配問題

package com.self.datastructure.algorithm.kmp;
/** * 暴力匹配演算法
* 演算法解析:
* * 對乙個字串a, 匹配目標子串a
* * 定義兩個變數, 字串a的起始標記i, 從0開始, 字串a的起始比較offset, 從0開始
* * 用a[i]匹配a[offset], 如果匹配則++
* * 如果不匹配, i移位到原始i的後一位, 因為過程中, i可能存在++操作
* * 但是i具體移位了多少是通過offset體現出來的, 所以i的後一位就是(i-j+1)
* @author pj_zhang
* @create 2020-07-05 12:33
**/public
class
violencematch
private
static
intviolencematch
(string source, string target)
// if條件符合, 說明已經查詢到第乙個位置, 進行後續位置查詢
if(i <= max)
else}}
// 沒有匹配到直接返回-1
return-1;}}

部分匹配表是部分匹配值的陣列，部分匹配值是字首和字尾的最長共有元素的長度，下以abcdabd舉例

至於部分匹配表的真正價值何在，下一步繼續分析

在字串string str = "bbc abcdab abcdabcdabd"中匹配模式串string childstr = "abcdabd"

首先進行第乙個字元比對，str.charat(0) = b比對childstr.charat(0) = a，匹配不成功，str索引後移，繼續比對，直到str.charat(4) = a比對childstr.charat(0) = a成功，開始後續字元匹配

後續字元順序匹配，在abcdab段是匹配正常，可以繼續匹配到，直到str.charat(10) = 空格比對childstr.charat(6) = d失敗

此時，按照暴力匹配演算法的原則，會回溯到初始匹配位置的下一位，即str.charat(5) = b，與模式串的第乙個字串，即childstr.charat(0) = a進行比對，如圖；此處問題在於之前的abcdab是已經匹配過的，已知的字串，並且abcdab的字尾兩位與字首兩位是一致的，也就是部分匹配值為2，是不需要再次進行匹配，可直接用ab的下一位匹配模式串的第三的；如果進行字尾兩位的識別及初始匹配索引的推進，就是kmp演算法接下來要處理的問題

在部分匹配表部分，我們已經算出字串abcdabd的部分匹配表為int arr = [0, 0, 0, 0, 1, 2, 0]，其中索引對應的是字串中各個字元的索引位置，值代表以該字元及之前的字元組成乙個完整串時，對應的部分匹配值，如在索引5處，對應的字串是abcdab，其前字尾最長匹配串為ab，長度為2

繼續回到第三步，已知d不匹配，則前面abcdab六個字元是匹配的，從部分匹配表的對應索引5處尋找該字元的部分匹配值2位，說明前兩個字元是與模式串的前兩個字元相匹配的，即ab，那此時初始匹配位置需要移動到這個a的位置，即str[8]；又因為ab已經匹配過，則直接從第三位開始匹配，即str.charat(10) = 空格比對childstr.charat(2) = c

移動位數 = 當前已匹配位數 - 部分匹配值 = 6 - 2 = 4位

因為空格與c不匹配，繼續部分匹配表中找c所在索引2對應的部分匹配值arr[2] = 0，則移動位數 = 2 - 0 = 2，繼續後續兩位

後移兩位後，空格與a不匹配，直接後移一位，注意此處不存在匹配，不考慮部分匹配規則；後移一位後a與a匹配，並繼續後續匹配到str.charat(17) = c比對childstr.charat(6) = d失敗

比對失敗後，因為已匹配字元是6個，對應的部分匹配值是arr[5] = 2，則後移4位，繼續從第三位開始進行匹配，直至匹配結束，全部7位匹配完成後，算匹配成功，返回當前匹配階段的主串初始索引index = 主串當前索引 - 匹配個數 + 1 = 21 - 7 + 1 = 15，至此全部匹配完成

package com.self.datastructure.algorithm.kmp;
/** * kmp演算法
* * 生成部分匹配表, 此處注意生成規則
* * 按照匹配字元依次向後匹配, 如果匹配後則繼續匹配,
* * 如果沒有匹配到, 按照已經匹配到的字元長度從部分匹配表中找到對應的部分匹配值, 即已匹配部分的字首
* * 匹配的首字元後移位數 = 當前已經匹配位數 - 部分匹配表中以匹配部分對應的值
* * 後移完成後, 繼續從上次匹配的斷點與子串需要新對應位置匹配, 匹配到繼續, 未匹配到重複步驟
* * 匹配完成後, 如果要進行所有子串匹配, 則後移子串位數, 繼續匹配即可
* @author pj_zhang
* @create 2020-07-07 17:35
**/public
class
kmp/**
* 通過kmp演算法進行匹配
* @param str 字串
* @param childstr 子串
* @return 返回索引
*/private
static
intkmp
(string str, string childstr)
// 如果匹配, 則j++ 繼續向後比較
if(str.
charat
(i)== childstr.
charat
(j))
// 如果j的值等於childstr的長度, 則匹配完成
if(j == childstr.
length()
)}return-1
;}/** * 部分匹配值陣列生成
* @param modelstr 字串
* @return 部分匹配值陣列
*/private
static
int[
]partmachin**alue
(string modelstr)
// 如果兩個字元相等, 說明已經匹配到了
if(modelstr.
charat
(i)== modelstr.
charat
(j))
arr[i]
= j;
}return arr;
}}

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