字符串的模式匹配

前言：记得大二学习字符串匹配也只是把书上的伪代码看懂，原理搞明白，也就没有亲自去实现代码，而且自己也不是搞算法的，所以偶尔做题也很少遇到字符串匹配题，上次考试很尴尬遇到了这种题，虽然知道考的啥，但是写不出代码，很是尴尬，所以今天就花点时间把知识回顾一下，并把代码实现。

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1：模式匹配

模式匹配(Pattern Matching) 即子串定位运算（Index函数）。

算法目的：确定主串中所含子串第一次出现的位置（定位） ——即如何实现 Index(S,T,pos)函；

初始条件：串S和T存在，T是非空串，1≤pos≤StrLength(s) 操作结果：

若主串S中存在和串T值相同的子串，则返回它在主串S中第pos个字符之后第一次出现的位置；否则函数值为0。

注：S称为被匹配的串，T称为模式串。若S包含串T，则称“匹配成功”。否则称 “匹配不成功” 。

常见的两种算法：

BF算法 （又称古典或经典的、朴素的、穷举的）

KMP算法（特点：速度快）

2：BF算法

① BF算法设计思想： 将主串的第pos个字符和模式的第1个字符比较， 若相等，继续逐个比较后续字符；

若不等，从主串的下一字符（pos+1）起，重新与第一个 字符比较。

直到主串的一个连续子串字符序列与模式相等 。返回值为S中与T匹配的子序列第一个字符的序号，即匹配成功。 否则，匹配失败，返回值 0 .

BF算法的伪代码：

算法C++实现

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;
int BF(string a,int stra,string b,int strb)
{
    int i=0;
    int j=0;
    while(i<stra && j<strb)
    {
        if(a[i]==b[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            i=i-j+1;
            j=0;
        }
    }
    if(j>=strb){
        cout << "匹配成功";
        return i-strb; 
    } else
    {
        cout << "匹配失败";
        return 0; 
    }
}
int main()
{
    string a,b;
    cin >> a >> b;
    int stra=a.length();
    int strb=b.length();
    BF(a,stra,b,strb); 
    return 0;
}

 

3：KMP算法

 

 

 

算法C++实现

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;
int next[1000];
void get_next(string str,int stra)
{
    int i=1;
    next[1]=0;
    int j=0;
    while(i<stra)
    {
        if(j==0 || str[i]==str[j])
        {
            ++i;
            ++j;
            next[i]=j;
        }else
        {
            j=next[j];
        }
    }
}

int KMP(string a,int stra,string b,int strb)
{
    int j=1;
    int i=0;
    while(i<stra && j<=strb)
    {
        if(j==0 || a[i]==b[j-1] ){
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            j=next[j];
        }
    }
    if(j>strb) {
            cout << "匹配成功" << endl;
            return i-strb;
        }else
        {
            cout << "匹配失败" << endl;
            return -1;
        }
}
int main()
{
    memset(next,0,sizeof(next));
    string a,b;
    cin >> a >> b;
    int stra=a.length();
    int strb=b.length();
    get_next(b,strb);
    int m=KMP(a,stra,b,strb);
    if(m!=-1)
    {
        cout << "匹配的位置在" << m << endl; 
    }
    return 0;
}