算法之美--3.2.3 KMP算法

不知道看了几遍的kmp，反正到现在都没有弄清楚next[j]的计算和kmp的代码实现，温故而知新，经常回来看看，相信慢慢的就回了 

 从头到尾彻底理解KMP

理解KMP

/*!
* \file KMP_算法.cpp
*
* \author ranjiewen
* \date 2017/02/12 16:12
*
*/

void preKmp(const char* pattern, int m, int kmpNext[])  //和GetNextval等价
{
    int i, j;
    i = 0;
    j = kmpNext[0] = -1;
    while (i<m)
    {
        while (j>-1 && pattern[i] != pattern[j]) // i为后缀，j为前缀
        {
            j = kmpNext[j];
        }
        i++;
        j++;
        if (pattern[i] == pattern[j])
        {
            kmpNext[i] = kmpNext[j];
        }
        else
        {
            kmpNext[i] = j;
        }
    }
}

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>

void KMP(string p, string t)
{
    int m = p.length();
    int n = t.length();
    if (m>n)
    {
        cerr << "Unsuccessful match!";
    }
    const char* x = p.c_str();
    const char* y = t.c_str();

    int i = 0, j = 0, kmpNext[128];
    preKmp(x, m, kmpNext);

    i = j = 0;
    while (i<n)
    {
        while (j>-1 && x[j] != y[i])
        {
            j = kmpNext[j];
        }
        j++;
        i++;
        if (j >= m)
        {
            cout << "Matching index found at:" << i - j << endl;
            j = kmpNext[j];
        }
    }
}
int main(int argc, char** argv) {

    string p1 = "abcabcad";
    string p2 = "adcadcad";
    string p3 = "ababcaabc";
    string t = "ctcabcabcadtcaabcabcadat";

    cout << "KMP: " << endl;
    KMP(p1, t);

    //  cout<<"KMP: "<<endl;  
    //  KMP(p2, t);  

    //  cout<<"KMP: ";  
    //  KMP(p3, t);  

    return 0;
}

•  以后kmp算法都按照这样写

void GetNext(char* p, int next[])
{
    int pLen = strlen(p);
    next[0] = -1;
    int k = -1;
    int j = 0;
    while (j < pLen - 1) //j<pLen也没有错
    {
        //p[k]表示前缀，p[j]表示后缀  
        if (k == -1 || p[j] == p[k])
        {
            ++k;
            ++j;
            next[j] = k;  //对于值k，已有p0 p1, ..., pk-1 = pj-k pj-k+1, ..., pj-1，相当于next[j] = k。
        }
        else //当不匹配时，更新新的前缀下标
        {
            k = next[k];
        }
    }
}

// 优化的地方
//当p[j] != s[i] 时，下次匹配必然是p[next[j]] 跟s[i]匹配，如果p[j] = p[next[j]]，必然导致后一步匹配失败（因为p[j]已经跟s[i]失配，
//然后你还用跟p[j]等同的值p[next[j]]去跟s[i]匹配，很显然，必然失配），所以不能允许p[j] = p[next[j]]。
//优化过后的next 数组求法  
void GetNextval(char* p, int next[])
{
    int pLen = strlen(p);
    next[0] = -1;
    int k = -1; //前缀
    int j = 0;
    while (j < pLen - 1)  //j<pLen也没有错
    {
        //p[k]表示前缀，p[j]表示后缀    
        if (k == -1 || p[j] == p[k])
        {
            ++j;
            ++k;
            //较之前next数组求法，改动在下面4行  
            if (p[j] != p[k])
                next[j] = k;   //之前只有这一行  
            else
                //因为不能出现p[j] = p[ next[j ]]，所以当出现时需要继续递归，k = next[k] = next[next[k]]  
                next[j] = next[k];
        }
        else
        {
            k = next[k];
        }
    }
}

int KmpSearch(char* s, char* p)
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int sLen = strlen(s);
    int pLen = strlen(p);

    int next[128] = { 0 };
    GetNextval(p,next);

    while (i < sLen && j < pLen)
    {
        //①如果j = -1，或者当前字符匹配成功（即S[i] == P[j]），都令i++，j++      
        if (j == -1 || s[i] == p[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            //②如果j != -1，且当前字符匹配失败（即S[i] != P[j]），则令 i 不变，j = next[j]      
            //next[j]即为j所对应的next值        
            j = next[j];
        }
    }
    if (j == pLen)
        return i - j; //此处i-j才是字符串开始匹配的地方
    else
        return -1;
}

 有这样写的，else效果就是j==-1的时候

 while (Text[i] != '\0' && Pattern[j] != '\0')
    {
        if (Text[i] == Pattern[j])
        {
            ++i;// 继续比较后继字符
            ++j;
        }
        else
        {
            index += j - next[j];
            if (next[j] != -1)
                j = next[j];// 模式串向右移动
            else
            {
                j = 0;
                ++i;
            }
        }
    }//while