KMP中next数组理解

KMP中起到加速的是借助预先通过处理模式串得到的next数组,它存放了最长可匹配前缀子串的结尾字符下标。

但next数组求解也是最令人觉得疑惑的,通过自己的理解梳理一下以供日后回忆。

1.next数组求解的代码

    private static int[] getNexts(char[] p, int pLen) {
        int[] next = new int[pLen];
        next[0] = -1;//没得回溯
        int k = -1;//最长可匹配前缀初始也是-1
        for (int i = 1; i < pLen; i++) {
            while (k!=-1 && p[k+1]!=p[i]){
                k = next[k];
            }
            if (p[k + 1] == p[i]) {
                ++k;
            }
            next[i] = k;
        }
        return next;
    }

记住一点:上面的k是当前位置最长可匹配前缀子串的结尾字符下标。

2.next数组求解分析

1.PNG

假设已求出next[i-1]=k,x是k下一个数,y是 i-1下一个数,p[0~k] = p[r ~ i-1]。

这里存在两种情况:
(1) x== y

也就是p[k+1]==p[i]。显然,在这种情况下p[0~k+1] = p[r~i],所以此时next[i]=k+1。

(2) x != y

也就是p[k+1] != p[i]。那这种情况怎么办?

这时我们没办法找到更长的可匹配前后缀了。但我们还可以找次长可匹配前后缀。因为已知 p[0~k] = p[r~i-1] ,那么可以得到次长可匹配前后缀 p[0~t] = p [ p~i-1]。

2.PNG

又能推出p[0~t] = p[b~k], p[r~n] = p[p~i-1] 。


3.PNG

现在唯一能确定的是p[0~t] = p [ p~i-1] 在最长可匹配前后缀范围内,属于可匹配前后缀,但怎样能确定p[0~t] = p [ p~i-1]就是次长可匹配前后缀呢?

还记得next数组存放的是啥吗——当前位置最长可匹配前缀子串的结尾字符下标。

目前能找到的和最长后缀匹配的最长前缀范围是0~k,next[k]求得的就是k位置所在的最长可匹配前缀子串的结尾字符下标,也就是说次长前缀就是next[k]。

假设 t 所在位置就是next[k],那么p[0~t] = p [ p~i-1]就是次长可匹配前后缀。

找这个干啥呢?既然 p[0~k+1] 和 p[ r~i] 无法匹配,那我就从 t+1开始和 i 位置继续往下看能不能匹配。

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