C/C++——樸素的模式比對算法和KMP模式比對算法

樸素的模式比對算法

其實就是一個一個往下比對，沒有任何優化，在好的情況下時間複雜度為O(n+m)，在最求的情況下時間複雜度為O((n-m+1)*m)。

代碼實作：

//在主串s中找子串t，若找到傳回字串在主串中的索引；若沒找到傳回-1
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int Index(string s, string t){
    int lens = s.length();//計算串s、t的長度
    int lent = t.length();
    int i = ;
    int j = ;
    while (i < lens&&j < lent){//如果i、j都各自小于lens和lent
        if (t[j] == s[i]){//如果子串的t[j]和主串的s[i]相等
            ++i;//各自索引都自增
            ++j;
        }
        else{//否則，主串的索引比剛開始後移一個；子串的索引變為0
            i = i - j + ;
            j = ;
        }
    }
    if (j == lent){//如果最j和lent的大小一樣，證明找到了，傳回子串在主串中的索引
        return i - lent;
    }
    else{//否則傳回-1
        return -;
    }
}

int main(){
    string s = "goodgoogle";
    string t = "google";
    int pos = Index(s, t);
    if (pos != -){
        cout << "find " << t << " at the index " << pos << " of " << s << endl;
    }
    else{
        cout << "can't find " << t << " in " << s << endl;
    }
    return ;
}
           

KMP模式比對算法

先對子串t進行next判斷，得到一個next數組，再進行比較。時間複雜度為O(n+m)

代碼實作：

//在主串s中找子串t，若找到傳回字串在主串中的索引；若沒找到傳回-1
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

void get_next(string t, int *next);
int Index_KMP(string s, string t);

int main(){
    string s = "ababadeababaaabadf";
    string t = "ababaaaba";
    int pos = Index_KMP(s, t);
    if (pos != -){
        cout << "find " << t << " at the index " << pos << " of " << s << endl;
    }
    else{
        cout << "can't find " << t << " in " << s << endl;
    }

    return ;
}

int Index_KMP(string s, string t){
    int lens = s.length();
    int lent = t.length();
    int *next = new int[lent];
    get_next(t, next); //對子串t作分析，得到next數組
    //cout << "next: ";    //輸出next測試而已
    //for (int i = 0; i < lent; ++i){
    //  cout << next[i];
    //}
    //cout << endl;
    int i = ;
    int j = ;
    while (i < lens&&j < lent){//兩字母相等則繼續，與樸素算法增加了j==0的判斷
        if (j ==  || t[j] == s[i]){
            ++i;
            ++j;
        }
        else{
            j = next[j-];//j退回合适位置，i值不變
        }
    }
    if (j == lent){//如果最j和lent的大小一樣，證明找到了，傳回子串在主串中的索引
        return i - lent;
    }
    else{//否則傳回-1
        return -;
    }
}

void get_next(string t, int *next){
    int lent = t.length();
    int i = ;
    int j = ;
    next[] = ;
    while (i < lent){//i小于t的長度
        if (j ==  || t[i] == t[j - ]){//t[i]表示字尾的單個字元
            ++i;                      //t[j]表示字首的單個字元
            ++j;
            next[i] = j;
        }
        else{
            j = next[j - ];   //若字元不相同，則j值回溯
        }
    }
}