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Objective-C实现knuth-morris-pratt(KMP)算法(附完整源码)
阅读量:792 次
发布时间:2023-02-19

本文共 793 字,大约阅读时间需要 2 分钟。

Knuth-Morris-Pratt (KMP) 算法是一种高效的字符串匹配算法,广泛应用于文本搜索、模式识别等领域。其独特之处在于通过预处理模式字符串,构建前缀函数表,从而在匹配过程中避免重复比较相同字符,显著提升了匹配效率。

KMP 算法简介

KMP 算法通过预处理模式字符串,生成一个前缀函数表。这个表记录了在每个位置上,当前位置与之前位置的最大匹配长度。例如,对于模式字符串 "ABABCABAB",前缀函数表会记录每个位置的最大前缀匹配长度。

KMP 算法的核心原理

  • 预处理阶段:首先需要对模式字符串进行预处理,生成前缀函数表。这个表的生成过程如下:

    • 初始化一个数组 lps(长前缀数组),长度与模式字符串相同。
    • 从左到右遍历字符串,对于每个字符,检查其前缀是否在 lps 数组中有记录。
    • 如果找到匹配的前缀,更新 lps 数组;否则,继续查找下一个可能的前缀。
  • 匹配阶段:在匹配过程中,使用预处理得到的 lps 数组来跳过重复比较。具体步骤如下:

    • 遍历目标字符串中的每个字符,与模式字符串进行比较。
    • 如果字符匹配,继续下一个字符。
    • 如果不匹配,使用 lps 数组查找最大前缀匹配位置,跳转到该位置继续比较。
  • KMP 算法的优势

    • 预处理时间复杂度:O(n),其中 n 是模式字符串的长度。
    • 匹配时间复杂度:O(m + n),其中 m 是模式字符串的长度,n 是目标字符串的长度。
    • 空间复杂度:O(n),主要用于存储 lps 数组。

    KMP 算法的实际应用

    KMP 算法在多个领域有广泛应用,例如:

    • 文本搜索引擎:用于快速索引和检索。
    • 数据压缩:通过预处理字符串,减少匹配时的重复比较。
    • 模式识别:用于识别数据流中的特定模式。

    总结

    KMP 算法通过预处理和高效匹配,显著提升了字符串匹配的性能。相比于暴力匹配算法,它能够在较短时间内处理更长的字符串,适用于大规模文本处理任务。

    转载地址:http://aanfk.baihongyu.com/

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