第五章 KMP匹配算法

KMP算法思想介绍
KMP算法的next数组求法介绍
Java实现
其中第三篇看得最多，写的非常好

具体实现：

/** * Created by shengzhu on 17-4-18. *//** * 定义接口，下面的Class继承并实现 */interface StringMatch{    /**     * 从source字符串中找到substr字符串     * @param source 原字符串     * @param substr 子字符串     * @return index 返回子串第一次出现的位置，若不存在返回-1     */    int indexOf(String source,String substr);}public class KMPMatch implements StringMatch{    @Override    public int indexOf(String source,String substr){        int i=0,j=0;        char[] src = source.toCharArray ();        char[] sub = substr.toCharArray ();        int srcLength = src.length;        int subLength = sub.length;        int[] next = getNextVal ( substr );        while(i<srcLength && j<subLength){            //当前字符匹配时或j==-1时都让i和j加1            //为什么j == -1时要i和j都要加1？            //当j==-1时，表明上次对比的i值对应主串的字符和j对应的字符不等，因此j才会回退到-1            //再次比较时，子串从头开始匹配，而当前字串的字符和首项相等，            // 因此与i值对应主串的字符不相等，因此i++，而j++显然是把子串指针指到子串首            if (j ==-1 || src[i] == sub[j]){                i++;                j++;            } else {                //当前字符不匹配，且j!=-1，则i不变，j=next[j]                //其效果即为让substr右移j-next[j]个单位                j=next[j];            }        }            if(j == subLength)                return i-j;        return -1;    }    /**     * 用递归的方法求next数组     * @param substr 传入子串     * @return 返回求得的next数组     */    public int[] getNext(String substr){        /*        * 若已知next[j] = k,如何求得next[j+1]？        * 1.如果p[j] = p[k], 则next[j+1] = next[k] + 1;        * 2.如果p[j] != p[k], 则令k=next[k],如果此时p[j]==p[k],则next[j+1]=k+1,        *  如果不相等,则继续递归前缀索引,令 k=next[k],继续判断,        *  直至k=-1(即k=next[0])或者p[j]=p[k]为止         */        int length = substr.length ();        char[] p =substr.toCharArray ();        int[] next= new int[length];        int k = -1,j = 0;        next[0]=-1; //next数组的首项为-1        while (j<length-1){            if (k==-1 || p[j]==p[k]){                k++;j++;                next[j]=k;            } else {                k=next[k];            }        }        return next;    }    /**     * 对getNext方法进行改进     * @param substr 传入子串     * @return 返回求得的next数组     */    public int[] getNextVal(String substr) {        int length = substr.length ();        char[] p =substr.toCharArray ();        int[] next= new int[length];        int k = -1,j = 0;        next[0]=-1; //next数组的首项为-1        while (j<length-1){            if (k==-1 || p[j]==p[k]){                k++;j++;                //修改next数组求法                if(p[j]!=p[k]){                    next[j]=k;                } else {                    //不能出现p[j] = p[next[j]],所以如果出现这种情况则继续递归,                    // 如 k = next[k],k = next[[next[k]]                    next[j]=next[k];                }            } else {                k=next[k];            }        }        return next;        }    public static void print(){        System.out.println ("This is KMPMatch!");    }}/** * 朴素的模式匹配算法 * 最坏的情况下时间复杂度为O((n-m+1)*m) * 例：source="0000...1" 长度为n * sunstr="000...1" 长度为m * 则在前面n-m+1次的比对中，每次都需要比对m次，总共需要比对(n-m+1)*m次 */class VoilentMatch implements StringMatch {    @Override    public int indexOf(String source, String substr) {        int length = source.length ();        int sub_length = substr.length ();        int i = 0, j = 0;        char[] src = source.toCharArray ();        char[] sub = substr.toCharArray ();        while (i < length && j < sub_length) {            if (src[i] == sub[j]) {                //当前字符匹配则继续向后匹配                i++;                j++;            } else {                //当前字符不匹配，则i回退到开始处+1                //j回退到0                i = i - j + 1;                j = 0;            }        }        if (j == sub_length) {            return i - j;        } else {            return -1;        }    }}