http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/05/Knuth%E2%80%93Morris%E2%80%93Pratt_algorithm.html
基本的算法思想可以从上面的阮一峰的博客了解,写的很清楚,我就不多说了。
我这里写的主要是关于实现kmp算法的一些细节问题。
主要是关于部分匹配表的生成即是next数组的生成。对应代码是下面的createNextArrays(String str)方法。使用动态规划来实现。
对于一个字符串str(0...a)匹配度为next,其子串str(0...a-1)的匹配度为lastNext。
则有 next=0或lastNext+1.
当str[i]==str[a]时,next=lastNext+1,当str[i]!=str[a]时,next=0,且令i=0.
其中i为子串str(0...a-1)前缀与后缀重复的部分的最后一个字符的下标,写的有点乱,举个例子:假如子串子串str(0...a-1)为ABCDAB,那么i对准第一个B.
至于匹配算法的实现,基本和朴素匹配算法差不多,只不过每次匹配失败移动字符串时是依照next数组来移动,具体看代码比较简单。
/* @param str 输入一个字符串
* @return next 生成输入字符串的部分匹配表
*
* 定义一个字符串的前缀为包括str[0],不包括str[length()-1]的子串.
* 定义一个字符串的后缀为包括str[length()-1],不包括str[0]的子串.
* 定义一个字符串的部分匹配度为该字符串相等的前缀与后缀的长度.如"aba"的部分匹配度为1
*
* 对于一个字符串来说有长度为0到length()-1的前缀.
* 其length-1个前缀的部分匹配度的集合为该字符串的部分匹配表
* */
public static int[] createNextArrays(String str) {
int[] next = new int[str.length()];
next[0] = 0;
int k = 1;
int j = 0;
for (int i = 1; i < str.length(); i++) {
if (str.charAt(k) == str.charAt(j)) {
next[i] = next[i-1]+1;
j++;
} else {
next[i] = 0;
j = 0;
}
k++;
}
return next;
}
/* @param t, p 输入两个字符串,
* @return index 若p为t的子串,返回起始下标,否则返回-1
*
* kmp算法是朴素字符串匹配算法的改进,其基本结构与朴素字符串匹配算法差不多
* 但是,朴素字符串匹配算法在每一次匹配失败后都会从t的下一位开始,从头开始匹配.
* 但是每次匹配失败都可得知之前的子串是匹配成功的,由部分匹配表可以知道,
* 匹配成功的那个子串末尾和开头重复了多少,这样就直接移动p,
* 把p开头重复的部分和匹配成功的那个子串末尾重复部分重叠,
* 从下一位开始匹配,省去了重复匹配的时间.
*
* */
public static int kmp(String t, String p) {
int[] next = createNextArrays(p);
int j = 0;
for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
while(j > 0 && t.charAt(i) != p.charAt(j)){
j = next[j - 1];
}
if (t.charAt(i) == p.charAt(j)) {
j++;
}
if(p.length() == j) {
return i - j + 1;
}
}
return -1;
}