字串匹配演算法(BF KMP)
阿新 • • 發佈:2019-02-10
BF演算法(樸素演算法):
思路:
子串的定位操作通常稱做模式匹配,其中子串稱做模式串,主串稱做目標串,樸素的模式匹配演算法即是模式匹配的一種演算法,其優點是簡單易懂,易於理解,某些應用場合效率較高。缺點是需要多次回溯,對於資料較大的文字檔案而言效率極低。
例子:
在BF演算法中,失配時,主串中的i回退到每次起始位置的下一個位置,即i= i-j+1;子串中的j回退到起始位置,即j=0;當j遍歷完子串都沒有發生失配,此時匹配成功。
原始碼:
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdio.h>
int BF(const char *str, const char *sub, int pos)//時間複雜度O(m*n)
{
assert(str != NULL && sub != NULL);
int lenstr = strlen(str);
int lensub = strlen(sub);
if (pos<0 || pos>lenstr)
{
return -1;
}
int i = pos;
int j = 0;
while (i < lenstr && j < lensub)
{
if (str[i] == sub[j])
{
i++;
j++;
}
else
{
i = i - j + 1;
j = 0;
}
}
if (j >= lensub)
{
return i - j;
}
else
{
return -1;
}
}
int main()
{
char *str = "ababcabcd";
char *sub = "abcd";
printf("%d\n", BF(str, sub, 0));
//printf("%d\n",KMP(str,sub,0));
return 0;
}
KMP演算法(高效的匹配演算法):
KMP演算法的關鍵是利用匹配失敗後的資訊,儘量減少模式串與主串的匹配次數以達到快速匹配的目的。具體實現就是實現一個next()函式,函式本身包含了模式串的區域性匹配資訊。時間複雜度O(m+n)。
例子:
在KMP演算法中,主串中的i不回退。子串中的j回退,且每次回退的位置用next[]確定。
原始碼:
void GetNext(int *next, char *sub)//用於找j回退的位置k
{
assert(next != NULL && sub != NULL);
int lensub = strlen(sub);
next[0] = -1;
next[1] = 0;
int j = 2;
int k = 0;
while (j < lensub-1)
{
if ((k == -1) || sub[k] == sub[j])//回退為-1時,k++
{
next[j] = k;
j++;
k++;
}
else
{
k = next[k];
}
}
}
int KMP(char *str, char *sub, int pos)//時間複雜度O(m+n)
{
assert(str != NULL && sub != NULL);
int lenstr = strlen(str);
int lensub = strlen(sub);
if (pos<0 || pos>lenstr)
{
return -1;
}
int *next = (int *)malloc(sizeof(int)*strlen(str));
assert(next != NULL);
GetNext(next, sub);
int i = pos;
int j = 0;
while (i < lenstr && j < lensub)
{
if ((j == -1) || str[i] == sub[j])
{
i++;
j++;
}
else
{
j = next[j];
}
}
if (j >= lensub-1)
{
return i - j;
}
else
{
return -1;
}
}
int main()
{
char *str = "ababcabcdabcdef";
char *sub = "ef";
//printf("%d\n", BF(str, sub, 0));
printf("%d\n",KMP(str,sub,0));
return 0;
}
個人覺得,BF演算法和KMP演算法各有所長。BF演算法時間複雜度為O(m*n),KMP的時間複雜度為O(m+n);但KMP的空間複雜度為O(n),因為它建立了一個next[],用於儲存回退的值,BF演算法空間複雜度為O(1)。