今天中午一觉睡醒，刷b站，看见一个视频：

最浅显易懂的 KMP 算法讲解https://www.bilibili.com/video/BV1AY4y157yL?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_history.content.click

虽然他是用python写的，代码我只能看懂一点点，但是知道思想就能自己实现了。恰恰好，今天是周日，我这周的博客还没写，就来小小的码一下吧。

暴力解析

首先是暴力解析法，就是遍历源字符串的每一个字符，如果和目标字符串的首字符匹配了，就比较下一位字符，如果匹配到了就返回第一个字符的下标，如果没有匹配到就回到第一个字符的后一位继续比较，实现代码：

    /*** 暴力解析获取子串第一次出现的位置* @param src 源字符串* @param target 目标字符串* @return 如果目标串出现了返回目标串第一次出现的起始下标，目标串不存在返回-1*/public static int violenceAnalysis(String src,String target){//目标字符串的长度int targetLength = target.length();//遍历源字符串，获取起始下标，当起始下标后的字符串长度比目标串短，就不可能匹配到了for (int srcIndex = 0; srcIndex < src.length() - targetLength + 1; srcIndex++){//如果首字符都不相同就不需要比较了if (src.charAt(srcIndex) != target.charAt(0)){continue;}//如果目标字符串长度为1，返回当前下标if (targetLength == 1){return srcIndex;}//临时下标，用于对比后面的字符是否相同int tempSrcIndex = srcIndex + 1;//对比目标字符串和源字符串后续字符for (int targetIndex = 1; targetIndex < targetLength; targetIndex++){//不相同就结束对比if (src.charAt(tempSrcIndex++) != target.charAt(targetIndex)){break;}//对比到目标字符串最后一个字符，说明匹配到子串了if (targetIndex == targetLength - 1){return srcIndex;}}}//结束对比还没有找到，返回-1return -1;}

这种方法需要不断回溯，非常耗时。

KMP

kmp算法需要一个next数组，这个数组记录了目标字符串target的每一位与开头相比相同的字符数，如“123123”的next数组是[0,0,0,1,2,3]，"ACDABCAC"的next数组是[0,0,0,1,0,0,1,2]。

我们从头遍历源字符串src,如果与target的首字符相同就向后比较，在比较过程中如果发现不相同不需要跟暴力解析一样吧src的下标回溯到起始位置的下一位，只需要使target下标等于next数组中找到与target最后一位匹配上的字符串相同下标的数据，如target是"ACDABCAC"匹配到了B发现不同了，我们只需要将target下标赋值为1就行了。然后继续向后比较。说起来很复杂，直接上代码：

    /*** 获取next数组* @param target 需要获取next数组的字符串* @return 返回next数组*/public static int[] getNextArray(String target){//res数组长度与target一样//每个位置记录的是target对应位置上字符与target开头匹配了几位int[] res = new int[target.length()];//第一个字符为0，因为没有字符跟它匹配res[0] = 0;for (int i = 1; i < target.length(); i++){//target.charAt(i)是当前字符//target.charAt(res[i - 1])是当前匹配到了开头往后第几个字符//如果相同，匹配成功，当前下标等于前一个下标+1if (target.charAt(i) == target.charAt(res[i - 1])){res[i] = res[i - 1] + 1;}else{//当前字符与首字符相同，重新开始皮皮额if (target.charAt(0) == target.charAt(i)){res[i] = 1;}else{//与首字符不相同置为0res[i] = 0;}}}return res;}/*** 使用kmp算法来查找目标串出现的位置* @param src 源串* @param target 目标串* @return 如果目标串存在返回第一次出现的位置，反之返回-1*/public static int kmp(String src,String target){//获取next数组int[] next = getNextArray(target);//目标串下标int targetIndex = 0;//对比for (int srcIndex = 0; srcIndex < src.length(); srcIndex++){//如果匹配,目标串下标+1if (src.charAt(srcIndex) == target.charAt(targetIndex)){if (target.length() == 1){return srcIndex;}targetIndex++;//如果下标大于目标串长度，匹配完成if (targetIndex == target.length()){return srcIndex - target.length() + 1;}}else{//如果不匹配则目标串下标回溯到next数组中最后一个匹配字符对应的数targetIndex = next[targetIndex];}}//遍历结束都没有找到，返回-1return -1;}

这个算法只需要遍历一次src数组。

结果

测试一下，随机生成一个很长的字符串，然后在里面查找"1a1a1a1a":

    public static void main(String[] args) {Random random = new Random();StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < 0x11EFFFFF; i++){sb.append((char)(random.nextInt('z' - '0') + '0'));}String src = sb.toString();String target = "1a1a1a1a";long start1 = System.currentTimeMillis();System.out.println(violenceAnalysis(src,target));long end1 = System.currentTimeMillis();long start2 = System.currentTimeMillis();System.out.println(kmp(src,target));long end2 = System.currentTimeMillis();System.out.println("暴力解析用时：" + (end1 - start1));System.out.println("kmp用时：" + (end2 - start2));}

运行截图

kmp确实比暴力解析要快

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