javaKMP算法(含KMP算法代码)
目录
一:应用场景-字符串匹配问题
二:暴力匹配算法
三:KMP 算法介绍
四:KMP 算法最佳应用-字符串匹配问题
字符串匹配问题:
思路分析图解
五:代码展示
一:应用场景-字符串匹配问题
字符串匹配问题:
- 有一个字符串 str1= ““硅硅谷 尚硅谷你尚硅 尚硅谷你尚硅谷你尚硅你好””,和一个子串 str2=“尚硅谷你尚硅你”
- 现在要判断 str1 是否含有 str2, 如果存在,就返回第一次出现的位置, 如果没有,则返回-1
二:暴力匹配算法
如果用暴力匹配的思路,并假设现在 str1 匹配到 i 位置,子串 str2 匹配到 j 位置,则有:
- 如果当前字符匹配成功(即str1[i]==str2[j]),则i++,j++,继续匹配下一个字符
- 如果失配(即str1[i]!=str2[j]),令i=i-(j-1),j=0。相当于每次匹配失败时,i回溯,j被置为0。
- 用暴力方法解决的话就会有大量的回溯,每次只移动一位,若是不匹配,移动到下一位接着判断,浪费了大量的时间。(不可行!)
- 暴力匹配算法实现.
- 代码
package kmp;public class ViolenceMatch {public static void main(String[] args) {System.out.print(violenceMatch("ABDABC", "ABC"));}public static int violenceMatch(String s, String t) {int i = 0;int j = 0;while(i < s.length() && j < t.length()) {if(s.charAt(i) == t.charAt(j)) {i++;j++;}else {i = i - (j - 1);j = 0;}}if(j == t.length()) {return i - j;}else {return -1;}}}
三:KMP 算法介绍
- KMP 是一个解决模式串在文本串是否出现过,如果出现过,最早出现的位置的经典算法
- Knuth-Morris-Pratt 字符串查找算法,简称为 “KMP 算法”,常用于在一个文本串 S 内查找一个模式串 P 的 出现位置,这个算法由 Donald Knuth、Vaughan Pratt、James H. Morris 三人于 1977 年联合发表,故取这 3 人的姓氏命名此算法.
- KMP 方法算法就利用之前判断过信息,通过一个 next 数组,保存模式串中前后最长公共子序列的长度,每次回溯时,通过 next 数组找到,前面匹配过的位置,省去了大量的计算时间
四:KMP 算法最佳应用-字符串匹配问题
字符串匹配问题:
- 有一个字符串str1=“BBCABCDABABCDABCDABDE”,和一个子串str2=“ABCDABD”
- 现在要判断 str1 是否含有 str2, 如果存在,就返回第一次出现的位置, 如果没有,则返回-1
- 要求:使用KMP算法完成判断,不能使用简单的暴力匹配算法.
思路分析图解
3. 一直重复,直到Str1有一个字符与Str2的第一个字符符合为止
4. 接着比较字符串和搜索词的下一个字符,还是符合。
五:代码展示
package kmp;public class KMP {public static void main(String[] args) {System.out.print(KMP("ABCABCX","ABCX"));}public static int KMP(String s, String t) {int i = -1;int j = -1;int[] next = getNext(t);while(i < s.length() && j < t.length()) {if(j == -1 || s.charAt(i) == t.charAt(j)) {i++;j++;}else {j = next[j];}}if(j == t.length()) {return i - t.length();}else {return -1;}}public static int[] getNext(String t) {int[] next = new int[t.length()];int i = 0;int j = -1;next[0] = -1;while(i < t.length() - 1) {if(j == -1 || t.charAt(i) == t.charAt(j)) {i++;j++;if(t.charAt(i) != t.charAt(j)) {next[i] = j;}else {next[i] = next[j];}}else {j = next[j];}}return next;}
}
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