字符串匹配算法之Sunday算法

  字符串匹配查找算法中,最着名的两个是KMP算法(Knuth-Morris-Pratt)和BM算法(Boyer-Moore)。两个算法在最坏情况下均具有线性的查找时间。但是在实用上,KMP算法并不比最简单的C库函数strstr()快多少,而BM算法则往往比KMP算法快上3-5倍(未亲身实践)。但是BM算法还不是最快的算法,这里介绍一种比BM算法更快一些的查找算法Sunday算法。
 
   Sunday算法的思想和BM算法中的坏字符思想非常类似。差别只是在于Sunday算法在匹配失败之后,是取目标串中当前和Pattern字符串对应的部分后面一个位置的字符来做坏字符匹配。
 
   当发现匹配失败的时候就判断母串中当前偏移量+Pattern字符串长度+1处(假设为K位置)的字符在Pattern字符串中是否存在。如果存在,则将该位置和Pattern字符串中的该字符对齐,再从头开始匹配;如果不存在,就将Pattern字符串向后移动,和母串k+1处的字符对齐,再进行匹配。重复上面的操作直到找到,或母串被找完结束托福答案 www.yztrans.com
 
   动手写了个小例子来实现以下这个算法。
 
   在代码中,实现了两种字符串匹配算法,一种是Sunday方式,一种是普通的每次移动一位的方式,二者的效率对比在main函数中有,都是纳秒级别。算法的详细步骤,在代码中已经添加了相应的注释。关于BM算法,下次空了再一起对照着分析 www.lefeng123.com
 
   1 import java.util.HashMap;
 
   2 import java.util.LinkedList;
 
   3 import java.util.List;
 
   4 import java.util.Map;
 
   5
 
   6 /**
 
   7 * @author Scott
 
   8 * @date 2013年12月28日
 
   9 * @description
 
   10 */
 
   11 public class SundySearch {
 
   12 String text = null;
 
   13 String pattern = null;
 
   14 int currentPos = 0;
 
   15
 
   16 /**
 
   17 * 匹配后的子串第一个字符位置列表
 
   18 */
 
   19 List<Integer> matchedPosList = new LinkedList<Integer>();
 
   20
 
   21 /**
 
   22 * 匹配字符的Map,记录改匹配字符串有哪些char并且每个char最后出现的位移
 
   23 */
 
   24 Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
 
   25
 
   26 public SundySearch(String text, String pattern) {
 
   27 this.text = text;
 
   28 this.pattern = pattern;
 
   29 this.initMap();
 
   30 };
 
   31
 
   32 /**
 
   33 * Sunday匹配时,用来存储Pattern中每个字符最后一次出现的位置,从左到右的顺序
 
   34 */
 
   35 private void initMap() {
 
   36 for (int i = 0; i < pattern.length(); i++) {
 
   37 this.map.put(pattern.charAt(i), i);
 
   38
 
   39 }
 
   40 }
 
   41
 
   42 /**
 
   43 * 普通的字符串递归匹配,匹配失败就前进一位
 
   44 */
 
   45 public List<Integer> normalMatch() {
 
   46 //匹配失败,继续往下走
 
   47 if (!matchFromSpecialPos(currentPos)) {
 
   48 currentPos += 1;
 
   49
 
   50 if ((text.length() - currentPos) < pattern.length()) {
 
   51 return matchedPosList;
 
   52 }
 
   53 normalMatch();
 
   54 } else {
 
   55 //匹配成功,记录位置
 
   56 matchedPosList.add(currentPos);
 
   57 currentPos += 1;
 
   58 normalMatch();
 
   59 }
 
   60
 
   61 return matchedPosList;
 
   62 }
 
   63
 
   64 /**
 
   65 * Sunday匹配,假定Text中的K字符的位置为:当前偏移量+Pattern字符串长度+1
 
   66 */
 
   67 public List<Integer> sundayMatch() {
 
   68 // 如果没有匹配成功
 
   69 if (!matchFromSpecialPos(currentPos)) {
 
   70 // 如果Text中K字符没有在Pattern字符串中出现,则跳过整个Pattern字符串长度
 
   71 if ((currentPos + pattern.length() + 1) < text.length()
 
   72 && !map.containsKey(text.charAt(currentPos + pattern.length() + 1))) {
 
   73 currentPos += pattern.length();
 
   74 }else {
 
   75 // 如果Text中K字符在Pattern字符串中出现,则将Text中K字符的位置和Pattern字符串中的最后一次出现K字符的位置对齐
 
   76 if ((currentPos + pattern.length() + 1) > text.length()) {
 
   77 currentPos += 1;
 
   78 } else {
 
   79 currentPos += pattern.length() - (Integer) map.get(text.charAt(currentPos + pattern.length()));
 
   80 }
 
   81 }
 
   82
 
   83 // 匹配完成,返回全部匹配成功的初始位移
 
   84 if ((text.length() - currentPos) < pattern.length()) {
 
   85 return matchedPosList;
 
   86 }
 
   87
 
   88 sundayMatch();
 
   89 }else {
 
   90 // 匹配成功前进一位然后再次匹配
 
   91 matchedPosList.add(currentPos);
 
   92 currentPos += 1;
 
   93 sundayMatch();
 
   94 }
 
   95 return matchedPosList;
 
   96 }
 
   97
 
   98 /**
 
   99 * 检查从Text的指定偏移量开始的子串是否和Pattern匹配
 
   100 */
 
   101 public boolean matchFromSpecialPos(int pos) {
 
   102 if ((text.length()-pos) < pattern.length()) {
 
   103 return false;
 
   104 }
 
   105
 
   106 for (int i = 0; i < pattern.length(); i++) {
 
   107 if (text.charAt(pos + i) == pattern.charAt(i)) {
 
   108 if (i == (pattern.length()-1)) {
 
   109 return true;
 
   110 }
 
   111 continue;
 
   112 } else {
 
   113 break;
 
   114 }
 
   115 }
 
   116
 
   117 return false;
 
   118 }
 
   119
 
   120 public static void main(String[] args) {
 
   121 SundySearch sundySearch = new SundySearch("hello 啊啊 阿道夫 adfsadfklf adf234masdfsdfdsfdsfdsffwerwrewrerwerwersdf2666sdflsdfk", "adf");
 
   122
 
   123 long begin = System.nanoTime();
 
   124 System.out.println("NormalMatch:" + sundySearch.normalMatch());
 
   125 System.out.println("NormalMatch:" + (System.nanoTime() - begin));
 
   126
 
   127 begin = System.nanoTime();
 
   128 System.out.println("SundayMatch:" + sundySearch.sundayMatch());
 
   129 System.out.println("SundayMatch:" + (System.nanoTime() - begin));
 
   130
 
   131 }
 
   132 }
 
   运行结果:
 
   NormalMatch:[13, 17, 24]
 
   NormalMatch:313423
 
   SundayMatch:[13, 17, 24]
 
   SundayMatch:36251
 
 

posted on 2014-02-27 14:04  程序点滴  阅读(817)  评论(0编辑  收藏  举报

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