Java实现算法导论中有限自动机字符串匹配算法

来源：互联网发布：仿真优化软件编辑：程序博客网时间：2024/05/28 06:04

这里实现了基于有限自动机（Finite Automaton,FA）的模式匹配算法，算法的重点在于利用字符串的前后缀构造模式P的自动机，具体结合导论中的说明来理解，可参考http://www.geeksforgeeks.org/searching-for-patterns-set-5-finite-automata/理解，参考代码如下：

package cn.ansj;public class AtuomatonMatcher {final public static int NO_OF_CHARS=256;//假设字母表有256个字符//对于状态k和给定的字符x，返回下一个状态。M为pat的长度public static int getNextState(char[] pat, int M, int k, int x){    // 因为:pat[0...k-1]x 和 pat 的前面都是是一样的，如果x == pat[k]可直接返回。    if (k < M && x == pat[k])        return k+1;    int ns, i;  // ns 是下一个状态    // ns 最终是最长的那个  prefix (同时也是pat[0..k-1]x)的后缀    //从可能得最长的前缀位置开始，找到后break,即为所求    for (ns = k; ns > 0; ns--) {        if(pat[ns-1] == x){            for(i = 0; i < ns-1; i++) {                if (pat[i] != pat[k-ns+1+i])                    break;            }            if (i == ns-1)                return ns;        }    }    return 0;}/* 构建FA  */public static void computeTF(char[] pat, int M, int[][] TF){    int state, x;    for (state = 0; state <= M; ++state)        for (x = 0; x < NO_OF_CHARS; ++x)           TF[state][x] = AtuomatonMatcher.getNextState(pat, M,  state, x);}/* 查找模式串 */public static void matcher(char[] pat, char[] txt){    int M = pat.length;    int N = txt.length;    //TF数组存储FA有限状态机    int[][] TF=new int[M+1][NO_OF_CHARS];    AtuomatonMatcher.computeTF(pat, M, TF);//计算模式pat的有限自动机    // Process txt over FA.    int i, state=0;    for (i = 0; i < N; i++) {       state = TF[state][txt[i]];       if (state == M){       int index=i-M+1;       System.out.println("pattern found at index:"+index);       }            }}public static void main(String[] args){String strTxt="AABAACAADAABAAABAA";String strPat="AABA";char[] txt = strTxt.toCharArray();char[] pat = strPat.toCharArray();AtuomatonMatcher.matcher(pat, txt);}}

执行结果：

pattern found at index:0pattern found at index:9pattern found at index:13

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