數據結構之kmp算法

Knuth-Morris-Pratt 字符串查找算法，簡稱爲 “KMP算法”，常用於在一個文本串S內查找一個模式串P 的出現位置，這個算法由Donald Knuth、Vaughan Pratt、James H. Morris三人於1977年聯合發表，故取這3人的姓氏命名此算法。
下面先直接給出KMP的算法流程：

• 假設現在文本串S匹配到 i 位置，模式串P匹配到 j 位置
• 如果j = -1，或者當前字符匹配成功（即S[i] == P[j]），都令i++，j++，繼續匹配下一個字符；
• 如果j != -1，且當前字符匹配失敗（即S[i] != P[j]），則令 i 不變，j = next[j]。此舉意味着失配時，模式串P相對於文本串S向右移動了j - next [j] 位。
• 換言之，當匹配失敗時，模式串向右移動的位數爲：失配字符所在位置 - 失配字符對應的next 值（next 數組的求解會在下文的3.3.3節中詳細闡述），即移動的實際位數爲：j - next[j]，且此值大於等於1。
  文章詳解參考：https://www.cnblogs.com/ZuoAndFutureGirl/p/9028287.html

代碼：

package cn.algorithm.kmp;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Author smallmartial
 * @Date 2019/7/1
 * @Email [email protected]
 */
public class KMPAlgorithm {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "BBC ABCDAB ABCDABCDABDE";
        String str2 = "ABCDABD";
       // String str2 = "BBC";

        int[] next = kmpNext("ABCDABD");
        System.out.println(Arrays.toString(next));

        int index = kmpSearch(str1,str2,next);
        System.out.println("index = "+ index);
    }

    //寫出kmp搜索算法

    /**
     *
     * @param str1 源字符串
     * @param str2 子串
     * @param next 部分匹配表 是字串對應的部分匹配表
     * @return 如果返回-1 則沒有匹配到
     */
    public static int kmpSearch(String str1, String str2,int[] next){
        //遍歷str1
        for (int i = 0,j=0; i <str1.length() ; i++) {

            //str1.charAt(i) != str2.charAt(j)
            //kmp核心算法
            while (j > 0 && str1.charAt(i) != str2.charAt(j)){
                j = next[j -1];
            }

            if (str1.charAt(i) == str2.charAt(j)) {
                j++;
            }
            if (j == str2.length()){
                return i - j + 1;
            }
        }
        return -1;
    }

    //獲取一個字符串的部分匹配值
    public static int[] kmpNext(String dest){
        //創建一個next數組保存部分匹配值
        int[] next = new int[dest.length()];

        next[0] = 0;//如果字符串長度爲1 部分匹配值就是0

        for (int i = 1 ,j = 0; i < dest.length(); i++) {
            //當dest.charAt(i) != dest.charAt(j) 滿足時，我們需要從next[j-1]獲取新的j
            //直到我們發現有dest.charAt(i) == dest.charAt(j)成立才退出
            while (j>0 && dest.charAt(i) != dest.charAt(j)){
                j =next[j-1];
            }

            //當dest.charAt(i) == dest.charAt(j) 滿足時，部分匹配值就是+1
            if (dest.charAt(i) == dest.charAt(j)){
                j++;
            }
            next[i]=j;
        }
        return next;
    }

}