KMP算法，字符串搜索

来源：互联网发布：js流程图插件编辑：程序博客网时间：2024/05/20 06:51

相比于暴力方法，KMP算法进行字符串搜索时可以根据子串自己的特性，以确定当前是否匹配成功。简单来讲，就是使用了子串的每个字符的集合作为一个状态，创建一个有限状态机（DFA）。
比如要查找的子串为 ABABAC，那么对于每个位置的状态只有三个，即A、B、C，所以可以建立如下表格：

j 0 1 2 3 4 5 A B A B A C A 1 1 3 1 5 1 B 0 2 0 4 0 4 C 0 0 0 0 0 6

用 i 表示现在文本中的位置，j 表示子串的位置。上面的矩阵dfa[i][j] 即为子串第j个位置时，如果出现的字符为表的第i行对应的字符( A、B、C中的一个），那么它此时j应该跳转到的位置即为 dfa[i][j]。不管怎样，i 都只是增长而不回退。《算法》第四版的500页有清晰的图示，可以参考。下面的代码也是摘抄自此书。

package kmp;import java.util.Scanner;public class KMP {    private String pat;    private int[][] dfa;    public KMP(String pat) {        this.pat = pat;        int M = pat.length();        int R = 256;        dfa = new int[R][M];        dfa[pat.charAt(0)][0] = 1;        for (int X = 0, j = 1; j < M; ++j) {            for(int c = 0; c < R; ++c){                dfa[c][j] = dfa[c][X];            }            dfa[pat.charAt(j)][j] = j + 1;            X = dfa[pat.charAt(j)][X];        }    }    public int search(String txt){        int i, j, N = txt.length(), M = pat.length();        for(i = 0, j = 0; i < N && j < M; ++i){            j = dfa[txt.charAt(i)][j];        }        if(j == M) return i - M;        else return N;    }    public static void main(String[] args) {        Scanner scanner = new Scanner(System.in);        String txt = scanner.nextLine();        String pat = scanner.nextLine();        scanner.close();        KMP kmp = new KMP(pat);        System.out.print("text:    ");        System.out.println(txt);        int offset = kmp.search(txt);        System.out.print("pattern: ");        for(int i = 0; i < offset; ++i)            System.out.print(" ");        System.out.println(pat);    }}

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