多模式匹配算法:AC自动机的C++实现

AC自动机结合了Trie树和KMP算法,用于解决多模式匹配问题。通过设置失败指针对匹配失败时进行快速跳转,有效处理模式串中的‘同尾’情况。构造过程中需特别注意root子节点的失败指针处理和避免匹配过程中的死循环。C++实现中,使用BFS构建失败指针,并展示对字符串'shee'进行匹配的案例,模式串包括'shee', 'she', 'he', 'e'。" 112188247,5591765,Redis字符串(String)底层存储源码解析,"['redis', 'nosql', '数据库']

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AC自动机(Aho-Corasick automaton)是用来处理多模式匹配问题的。

基本可认为是TrieTree+KMP。其中KMP是一种单模式匹配算法。

AC自动机的构造要点是失败指针的设置,用于匹配失败时跳转到另一节点继续匹配。同时在匹配的过程中也用来检索其他“同尾”的模式。

失败指针的设置:

用BFS。

对于每个节点,我们可以这样处理:设这个节点上的字母为C,沿着他父亲的失败指针走,直到走到一个节点,他的儿子中也有字母为C的节点。然后把当前节点的失败指针指向那个字目也为C的儿子。如果一直走到了root都没找到,那就把失败指针指向root。

最开始,我们把root加入队列(root的失败指针显然指向自己),这以后我们每处理一个点,就把它的所有儿子加入队列,直到全部设置完毕。

要点1:root的孩子的那一层比较特殊,若按照上述算法,它们的失败指针会指向自己,这会在匹配的过程中导致死循环。显然root的子节点的失败指针应指向root,我们应对这一层单独处理。

要点2:沿着父节点的失败指针走到root之后并不是立即将子节点的失败指针设置为root,而是在root的子节点中找寻字母为C的节点,将它设置为失败指针。若没有才设置为root。这样不会丢失模式只有一个字母的情况。


匹配过程:

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