字符串的模式匹配

前言：記得大二學習字符串匹配也只是把書上的偽代碼看懂，原理搞明白，也就沒有親自去實現代碼，而且自己也不是搞算法的，所以偶爾做題也很少遇到字符串匹配題，上次考試很尷尬遇到了這種題，雖然知道考的啥，但是寫不出代碼，很是尷尬，所以今天就花點時間把知識回顧一下，並把代碼實現。

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1：模式匹配

模式匹配(Pattern Matching) 即子串定位運算（Index函數）。

算法目的：確定主串中所含子串第一次出現的位置（定位） ——即如何實現 Index(S,T,pos)函；

初始條件：串S和T存在，T是非空串，1≤pos≤StrLength(s) 操作結果：

若主串S中存在和串T值相同的子串，則返回它在主串S中第pos個字符之后第一次出現的位置；否則函數值為0。

注：S稱為被匹配的串，T稱為模式串。若S包含串T，則稱“匹配成功”。否則稱 “匹配不成功” 。

常見的兩種算法：

BF算法 （又稱古典或經典的、朴素的、窮舉的）

KMP算法（特點：速度快）

2：BF算法

① BF算法設計思想： 將主串的第pos個字符和模式的第1個字符比較， 若相等，繼續逐個比較后續字符；

若不等，從主串的下一字符（pos+1）起，重新與第一個 字符比較。

直到主串的一個連續子串字符序列與模式相等 。返回值為S中與T匹配的子序列第一個字符的序號，即匹配成功。 否則，匹配失敗，返回值 0 .

BF算法的偽代碼：

算法C++實現

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;
int BF(string a,int stra,string b,int strb)
{
    int i=0;
    int j=0;
    while(i<stra && j<strb)
    {
        if(a[i]==b[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            i=i-j+1;
            j=0;
        }
    }
    if(j>=strb){
        cout << "匹配成功";
        return i-strb; 
    } else
    {
        cout << "匹配失敗";
        return 0; 
    }
}
int main()
{
    string a,b;
    cin >> a >> b;
    int stra=a.length();
    int strb=b.length();
    BF(a,stra,b,strb); 
    return 0;
}

 

3：KMP算法

 

 

 

算法C++實現

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;
int next[1000];
void get_next(string str,int stra)
{
    int i=1;
    next[1]=0;
    int j=0;
    while(i<stra)
    {
        if(j==0 || str[i]==str[j])
        {
            ++i;
            ++j;
            next[i]=j;
        }else
        {
            j=next[j];
        }
    }
}

int KMP(string a,int stra,string b,int strb)
{
    int j=1;
    int i=0;
    while(i<stra && j<=strb)
    {
        if(j==0 || a[i]==b[j-1] ){
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            j=next[j];
        }
    }
    if(j>strb) {
            cout << "匹配成功" << endl;
            return i-strb;
        }else
        {
            cout << "匹配失敗" << endl;
            return -1;
        }
}
int main()
{
    memset(next,0,sizeof(next));
    string a,b;
    cin >> a >> b;
    int stra=a.length();
    int strb=b.length();
    get_next(b,strb);
    int m=KMP(a,stra,b,strb);
    if(m!=-1)
    {
        cout << "匹配的位置在" << m << endl; 
    }
    return 0;
}