KMP算法思考

参考链接：KMP 算法（1）：如何理解 KMP

  KMP算法详解

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//  kmp.cpp
//  algorithm
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//  Created by soybeanmilk on 2017/6/11.
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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

/*P为模式串，下标从0开始*/
void GetNext(string P,int next[]){
    unsigned long p_len = P.size();
    int i=0;
    int j=-1;
    next[0] = -1;
    while(i<p_len){
        if(j==-1 || P[i] == P[j]){
            i++;
            j++;
            next[i] = j;
            //如果P[i]==P[j]，那么i+1为止的最大的前缀等于j+1
            //加1的原因：这个next数组是这样用的：当模式串中第n位与待匹配串中第m位不同时，
            //用next数组来指示下次模式串中哪一位（因为这个是基于最长相等前后缀求的，所以直接跳过第n位前面的与第m位前面的的元素）与待匹配串中m位相比较，这也就说明了第n位前面的与第m位前面的已经相等了，
            //通过next数组使模式串滑动是大的距离去做比较。
            //也正是基于上面这一点，才会有下面的改进的kmp。
        }
        else
            j = next[j];
            //到这里时，P[i-1]==P[j-1]，由因为是从前往后推的next[i]，所以，
            //如果P[i]!=P[j]，那么要往前找，肯定是先找与P[i-1]相等的元素的下标，也就是找与P[j-1]相等的元素的下标。
            //而，next[j]其实就是0~j-1时的最长相等前后缀的长度，故P[0~next[j]]等于P[(j-(next[j]+1))~(j-1)]，所以，
            //P[next[j]]就等于P[j-1]，所以往前找时，令j=next[j]，依次往前推。
    }
}

/* P为模式串，下标从0开始 */
void GetNextval(string P,int nextval[]){
    unsigned long p_len = P.size();
    int i=0;
    int j=-1;
    nextval[0] = -1;
    while(i<p_len){
        if(j==-1 || P[i]==P[j]){
            i++;
            j++;
            if(P[i]!=P[j])
                nextval[i]=j;
            else
                nextval[i]=nextval[j];
            //上面的函数的分析中可以知道：如果模式串中第i位与待匹配串中第m位不同，而这里P[i]与P[j]相同时，再比较P[j]与待匹配串中第m位是否相等是多余的操作。所以往前找不同的元素。
            //又由于这里是从前往后推nextval[i]的，所以，P[nextval[i]]与P[nextval[j]]肯定是不同的，所以只需要往前找一次就行了，而不需要像j=nextval[j]一样有可能往前推到-1处。
        }
        else
            j=nextval[j];
    }
}
/*在S中找到P第一次出现的位置*/
int KMP(string S,string P,int next[]){
    //GetNext(P,next);
    GetNextval(P,next);
    int i=0;
    int j=0;
    int s_len = (int)S.size();
    int p_len = (int)P.size();
    while(i<s_len && j<p_len){
        if(j==-1 || S[i] == P[j]){
            i++;
            j++;
        }
        else
            j=next[j];
    }
    if(j==p_len)
        return i-j;
    return -1;
}

int main(){
    int next[100]={0};
    cout<<KMP("bbc abcdab abcdabcdabde", "abcdabd", next) << endl;
    return 0;
}