一、算法思路:
KMP模式匹配算法让主串不发生没必要的回溯,即主串的索引值只做递增操作。如果主串的索引值不发生回溯,那么就需要子串索引值的回溯变化。
子串索引值要以一种怎样的形式就行变化呢?子串索引值的变化方式只和子串自身有关系,而且索引值的变化取决于当前字符之前的串的前后缀的相似度。
我们以next数组表示串的相似度。next数组的本质就是寻找子串中相同前后缀的长度,以此来表达匹配过程中需要跳过的字符个数。即根据已经掌握的信息来避免重复运算。
二、参考链接:
视频参考链接
三、算法代码:
/* KMP字符串匹配算法 */
short kmpSearch(std::string mainStr, std::string subStr) {// 获取子串的next数组auto retValue = -1;const std::vector<short> nextVec = getStrNextVec(subStr);// 主串、子串的索引下标short mainIdx = 0, subInx = 0;while (mainIdx < mainStr.length()) {if (mainStr.at(mainIdx) == subStr.at(subInx)) {// 字符匹配,索引继续往后偏移mainIdx += 1;subInx += 1;}else {// 字符不匹配if (0 == subInx) {// 子串的第一个字符与主串的就不匹配,直接偏移主串索引mainIdx += 1;}else {// 根据next数组,跳过子串前面的一些字符subInx = nextVec.at(subInx - 1);}}if (subInx == subStr.length()) {// 子串的索引值等于子串长度的时候,那么就匹配成功了retValue = mainIdx - subInx;}}return retValue;
}/* 获取字符串的next数组 */
std::vector<short> getStrNextVec(std::string subStr) {std::vector<short> nextVec(0);int suffixIdx = 1; // 当前子串后缀对应的索引值int prefixLen = 0; // 当前子串前缀对应的索引值,也表示相同前后缀的最大长度while (suffixIdx < subStr.length()) {if (subStr.at(prefixLen) == subStr.at(suffixIdx)) {// 当前subIdx字符之前的子串具有相同的前后缀,则前后缀长度增加prefixLen += 1;nextVec.push_back(prefixLen);suffixIdx += 1;}else {if (0 == prefixLen) {// 上一个子串的相同前后缀长度为0nextVec.push_back(0);suffixIdx += 1;}else {// 上一个子串的相同前后缀不为0,跳过相似长度进行比较// 递推,直至prefixLen == 0;prefixLen = nextVec.at(prefixLen - 1);}}}return nextVec;
}