KMP算法

在百度中,看到了不少關於KMP算法的介紹。

普通的粗暴方式的時間複雜度一度飆到O(NM),而KMP算法所耗費的時間複雜度降到了O(N+M),這可以說是一個壯舉。


而粗暴的處理方式也稱爲BF算法,這種算法很容易想明白,BF算法的思想就是將目標串S的第一個字符與模式串P的第一個字符進行匹配,若相等,則繼續比較S的第二個字符和P的第二個字符;若不相等,則比較S的第二個字符和P的第一個字符,依次比較下去,直到得出最後的匹配結果。

 舉例說明:

    S:  ababcababa

    P:  ababa

  BF算法匹配的步驟如下

           i=0                                   i=1                             i=2                         i=3                          i=4

  第一趟:ababcababa         第二趟:ababcababa      第三趟:ababcababa    第四趟:ababcababa    第五趟:ababcababa

             ababa                            ababa                          ababa                        ababa                       ababa

            j=0                                   j=1                            j=2                         j=3                         j=4(i和j回溯)

 

              i=1                                 i=2                           i=3                            i=4                        i=3

 第六趟:ababcababa         第七趟:ababcababa       第八趟:ababcababa     第九趟:ababcababa   第十趟:ababcababa

              ababa                              ababa                           ababa                        ababa                        ababa

             j=0                                  j=0                           j=1                           j=2(i和j回溯)            j=0

 

              i=4                                    i=5                          i=6                           i=7                          i=8

第十一趟:ababcababa       第十二趟:ababcababa    第十三趟:ababcababa   第十四趟:ababcababa   第十五趟:ababcababa

                     ababa                               ababa                           ababa                          ababa                          ababa

               j=0                                    j=0                         j=1                            j=2                         j=3

 

                    i=9

第十六趟:ababcababa

                       ababa

                    j=4(匹配成功)

代碼實現:

int BFMatch(char *s,char *p)
{
    int i,j;
    i=0;
    while(i<strlen(s))
    {
        j=0;
        while(s[i]==p[j]&&j<strlen(p))
        {
            i++;
            j++;
        }
        if(j==strlen(p))
            return i-strlen(p);
        i=i-j+1;                //指針i回溯
    }
    return -1;    
}

又因爲BF算法的時間侷限性,三位大咖(***、***、***)又發明了KMP算法。效率極高但不容易理解,現在也是暈暈乎乎不明不白的,先把知識點擺上以後慢慢理解。


KMP算法推薦文章:

http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/7041827#  大神的存在

http://www.matrix67.com/blog/archives/115

http://billhoo.blog.51cto.com/2337751/411486

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/08/24/2151846.html

留着以後慢慢理解。

附上一道山東理工ACM中關於KMP的題目 3311——數據結構實驗之串三:KMP應用

Problem Description
有n個小朋友,每個小朋友手裏有一些糖塊,現在這些小朋友排成一排,編號是由1到n。現在給出m個數,能不能唯一的確定一對值l和r(l <= r),使得這m個數剛好是第l個小朋友到第r個小朋友手裏的糖塊數?

Input
首先輸入一個整數n,代表有n個小朋友。下一行輸入n個數,分別代表每個小朋友手裏糖的數量。

之後再輸入一個整數m,代表下面有m個數。下一行輸入這m個數。

Output
 如果能唯一的確定一對l,r的值,那麼輸出這兩個值,否則輸出-1

Example Input
5
1 2 3 4 5
3
2 3 4Example Output
2 4
Hint

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=100000000+1000;
int next[maxn];
int a[maxn], b[maxn];
void getnext(int len)///尋找每個位置的最大公共子綴的長度
{
	int i=0,j=-1;
	next[0]=-1;
	while(i<len)
	{
		if(j==-1||b[i]==b[j])
		{
			i++;
			j++;
			next[i]=j;
		}
		else
		{
			j=next[j];
		}
	}
}
int kmp(int lena, int lenb, int p)
{
    getnext(lenb);
    int i=p, j=0;
    while(i<lena&&j<lenb)
    {
        if(j==-1||a[i]==b[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            j=next[j];
        }
    }
    if(j==lenb)
        return i-lenb+1;
    else
        return -1;
}
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    int n, m;
    while(cin>>n)
    {
        for(int i=0;i<n;i++)
            cin>>a[i];
        cin>>m;
        for(int i=0;i<m;i++)
            cin>>b[i];
        int x=kmp(n, m, 0);///需要判斷兩次,因爲題意是是唯一確定的一對l和r;
        if(x!=-1)
        {
            int k=kmp(n, m, x+m-1);
            if(k==-1)
                cout<<x<<" "<<x+m-1<<endl;///輸出的是數組下標,並不是數組值
            else
                cout<<"-1"<<endl;
        }
        else
            cout<<"-1"<<endl;
    }
    return 0;
}




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