Python实现KMP算法-字符串匹配和查找_python 打架算法-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_23926575/article/details/119055540

《大话数据结构》一书第五章介绍了字符串的定义、存储结构和模式匹配算法。关于模式匹配，重点介绍了暴力(Brute-Force)算法和KMP算法，暴力算法较为简单，但性能较低。KMP算法在暴力算法基础上，通过特别巧妙的方式，降低了字符串比较次数，将时间复杂度从O((n-m+1)*m)降低到了O(n+m)。
但是！！！这本书中关于KMP算法的介绍冗长、混乱，讲解的不够透彻，只讲其一，不讲其二，非常不便于理解。在反复阅读和理解消化了几个小时后，发现对KMP算法还是不能了然于胸。
因此在网上查阅了相关资料，个人感觉讲的比较好的为：

鉴于上述两个回答讲解的非常透彻和简洁，此处对KMP算法的原理不做介绍。
下面是基于Python实现的代码。

def get_next(ps):
    """
    基于KMP算法计算模式字符串的next值
    :param ps: 模式字符串
    :return: 返回nxt数组
    eq: nxt = get_next('ababcd')  # [-1, 0, 0, 1, 2, 0]
    """
    i = 0
    j = -1
    # nxt数组表示的值含义为：当前位置左侧的字符串的前缀集和后缀集中字符相等的最大值
    nxt = [-1]  # 为便于程序计算，将位置0处的值设为-1
    while i < len(ps):
        if j == -1 or ps[i] == ps[j]:
            i += 1
            j += 1
            nxt.append(j)
        else:
            j = nxt[j]
    return nxt


def index_kmp(ts, ps):
    """
    基于KMP算法实现字符串查找功能
    :param ts: 主字符串
    :param ps: 模板字符串
    :return: 返回匹配位置或-1
    """
    i = 0
    j = 0
    nxt = get_next(ps)
    while i < len(ts) and j < len(ps):
        if j == -1 or ts[i] == ps[j]:
            i += 1
            j += 1
        else:
            j = nxt[j]
    if j == len(ps):
        return i - j
    else:
        return -1


if __name__ == '__main__':
    ts = 'abababdefab'
    ps = 'ababd'
    nxt = get_next(ps)
    print(nxt)
    idx = index_kmp(ts, ps)
    if idx < 0:
        print('字符串匹配未成功！')
    else:
        print('字符串匹配成功，匹配位置为：%s' % idx)

以上，欢迎交流指正~