【Java 数据结构 算法】宁可累死自己, 也要卷死别人 17 KMP 算法

概述

从今天开始, 小白我将带大家开启 Java 数据结构 & 算法的新篇章.

KMP 算法

KMP (Knuth-Morris-Pratt), 是一种改进的字符串匹配算法. KMP 算法解决了暴力匹配需要高频回退的问题, KMP 算法在匹配上若干字符后, 字符串位置不需要回退, 从而大大提高效率. 如图:
举个例子 (字符串 “abcabcdef” 匹配字符串 “abcdef”):

部分匹配表

部分匹配表 (Partial Match Table) 指的是 “前缀” 和 “后缀” 的最长共有元素的长度.

举个例子, 字符串 “ABCDABD” 的前缀与后缀:

KMP 算法实现

重点:

• KMP 算法中移动的位数 = 已匹配的字符数 - 对应的部分匹配值

import java.util.Arrays;public class KMPMatch {public static int Match(String str1, String str2, int[] next) {// 初始化索引int i = 0;int j = 0;for (; i < str1.length(); i++) {if (j > 0 && str1.charAt(i) != str2.charAt(j)) {// 不匹配, 回退i = i - next[j - 1];j = 0;}// 匹配if (str1.charAt(i) == str2.charAt(j)) {j++;}// 返回索引if (j == str2.length()) {return i - j + 1;}}return -1;}// 部分匹配public static int[] getNext(String s) {// 定义数组int next[] = new int[s.length()];// 初始化i, jint i = 0;int j = -1;next[0] = -1;// 遍历while (i < s.length() - 1) {if (j == -1 || s.charAt(i) == s.charAt(j)) {// 匹配成功next[i] = j + 1;i++;j++;} else {//一旦不匹配成功j回退到-1j = -1;}}return next;}public static void main(String[] args) {// 字符串1String str1 = "BBCABCDAB ABCDABD";// 字符串2String str2 = "ABCDABD";// 匹配表int[] next = getNext(str2);System.out.println(Arrays.toString(next));// KMP算法int result = Match(str1, str2, next);System.out.println(result);}
}

输出结果:

[0, 0, 0, 0, 1, 2, 0]
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