KMP算法

原文:数据结构——关于KMP算法中next函数的详细解析

例一:

先看看next数据值的求解方法

位序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
模式串 a b a a b c a b c
next值 0 1 1 2 2 3 1 2 3

next数组的求解方法是:
1.第一位的next值为0
2.第二位的next值为1
后面求解每一位的next值时,根据前一位进行比较
3.第三位的next值:第二位的模式串为b ,对应的next值为1;将第二位的模式串b与第一位的模式串a进行比较,不相等;则第三位的next值为1(其他情况均为1)
4.第四位的next值:第三位的模式串为a ,对应的next值为1;将第三位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第四位的next值得为1+1=2
5.第五位的next值:第四位的模式串为a,对应的next值为2;将第四位的模式串a与第二位的模式串b进行比较,不相等;第二位的b对应的next值为1,则将第四位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第五位的next的值为1+1=2
6.第六位的next值:第五位的模式串为b,对应的next值为2;将第五位的模式串b与第二位的模式中b进行比较,相同,则第六位的next值为2+1=3
7.第七位的next值:第六位的模式串为c,对应的next值为3;将第六位的模式串c与第三位的模式串a进行比较,不相等;第三位的a对应的next值为1,
则将第六位的模式串c与第一位的模式串a进行比较,不相同,则第七位的next值为1(其他情况)
8.第八位的next值:第七位的模式串为a,对应的next值为1;将第七位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第八位的next值为1+1=2
9.第八位的next值:第八位的模式串为b,对应的next值为2;将第八位的模式串b与第二位的模式串b进行比较,相同,则第九位的next值为2+1=3
如果位数更多,依次类推

例二:在例一中,每次不相等时返回的都是k=next[k]=0,都是返回到了开头,我们看一个不是返回到开头0的情况:

序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
子串 a a b c a a a b a a c
Next值 -1 0 1 0 0 1 2 2 3 1 2

从 j=5,k=1的时候开始

5,比较 S[1] == S[5] 所以 j++,k++,next[j+1=6]=k=2

6,比较S[2] != S[6] 所以 k返回到next[k=2]位置,即k=next[2]=1,然后比较S[k=1] == S[6] 所以 j++ ,k=1+1=2,next[7]=k=2

…………

因此,我们发现K的退回 是退回到next[k]的位置 即S[j]!=S[k]时,k=next[k]

public class KMP {
    public static int kmp(String str, String dest,int[] next){//str文本串  dest 模式串
        for(int i = 0, j = 0; i < str.length(); i++){
            while(j > 0 && str.charAt(i) != dest.charAt(j)){
                j = next[j - 1];
            }
            if(str.charAt(i) == dest.charAt(j)){
                j++;
            }
            if(j == dest.length()){
                return i-j+1;
            }
        }
        return 0;
    }
    public static int[] kmpnext(String dest){
        int[] next = new int[dest.length()];
        next[0] = 0;
        for(int i = 1,j = 0; i < dest.length(); i++){
            while(j > 0 && dest.charAt(j) != dest.charAt(i)){
                j = next[j - 1];
            }
            if(dest.charAt(i) == dest.charAt(j)){
                j++;
            }
            next[i] = j;
        }
        return next;
    }
    public static void main(String[] args){
        String a = "ababa";
        String b = "ssdfgasdbababa";
        int[] next = kmpnext(a);
        int res = kmp(b, a,next);
        System.out.println(res);
        for(int i = 0; i < next.length; i++){
            System.out.println(next[i]);            
        }
        System.out.println(next.length);
    }
}
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