洛谷P3375【模板】KMP算法-字符串匹配

最新推荐文章于 2020-08-26 15:20:00 发布

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#KMP #字符串匹配 #字符串 #模式匹配 #数据结构

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本文深入探讨KMP算法，一种高效的字符串匹配算法，用于在主串中查找子串的所有出现位置。通过实例演示，文章详细解释了如何构建前缀数组next，并提供了完整的C++代码实现，帮助读者理解并掌握KMP算法的工作原理。

题目描述

如题，给出两个字符串s1和s2，其中s2为s1的子串，求出s2在s1中所有出现的位置。

为了减少骗分的情况，接下来还要输出子串的前缀数组next。

（如果你不知道这是什么意思也不要问，去百度搜[kmp算法]学习一下就知道了。）

输入输出格式

输入格式：

第一行为一个字符串，即为s1

第二行为一个字符串，即为s2

输出格式：

若干行，每行包含一个整数，表示s2在s1中出现的位置

接下来1行，包括length(s2)个整数，表示前缀数组next[i]的值。

输入输出样例

输入样例#1： 复制

ABABABC
ABA

输出样例#1： 复制

1
3
0 0 1

说明

时空限制：1000ms,128M

数据规模：

设s1长度为N，s2长度为M

对于30%的数据：N<=15，M<=5

对于70%的数据：N<=10000，M<=100

对于100%的数据：N<=1000000，M<=1000000

样例说明：

所以两个匹配位置为1和3，输出1、3

//
//  洛谷P3375-KMP.cpp
//  Cheese
//
//  Created by 廖启帆 on 2019/4/4.
//  Copyright © 2019 廖启帆. All rights reserved.
//

/*
 ABABABC
 ABA
 
 1
 3
 0 0 1
 */

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
using namespace std;

int kmpcount(char text[],char pattern[]);
void getnext(char s[],long len);

int nexts[1000100]={0};
char text[1000100],pattern[1000100];

int main()
{
    int i;
    long len;
    cin>>text>>pattern;
    len=strlen(pattern);
    
    kmpcount(text, pattern);
    for (i=0; i<len; i++) {
        printf("%d ",nexts[i]+1);
    }
    
    return 0;
}

int kmpcount(char text[],char pattern[]) {      //统计pattern在text中出现的次数
    int i,j=-1,count=0;     //count表示成功匹配次数
    long n=strlen(text),m=strlen(pattern);      //字符串长度
    getnext(pattern, m);        //计算pattern的nexts数组
    
    for (i=0; i<n; i++) {       //试图匹配text[i]
        while (j!=-1&&text[i]!=pattern[j+1]) {      //直到j回到-1或text[i]==pattern[j+1]
            j=nexts[j];     //不断回退
        }
        if (text[i]==pattern[j+1]) {        //text[i]与pattern[j+1]匹配成功
            j++;        //令j+1
        }
        if (j==m-1) {       //pattern完全匹配，说明pattern是text的子串
            count++;        //成功匹配次数+1
            cout<<i-m+2<<endl;
            j=nexts[j];     //让j回退到nexts[j]继续匹配
        }
    }
    return count;       //返回成功匹配次数
}

void getnext(char s[],long len) {        //求解长度为len的字符串s的next数组
    int i,j;
    nexts[0]=-1;        //nexts[i]为子串s[0~i]的最长相等前后缀最后一位的下标
    j=nexts[0];     //初始化j=nexts[0]=-1
    
    for (i=1; i<len; i++) {     //求解nexts[1]~nexts[len-1]
        while (j!=-1&&s[i]!=s[j+1]) {       //直到j回退到-1或是s[i]==s[j+1]
            j=nexts[j];     //反复令j=nexts[j]
        }
        if (s[i]==s[j+1]) {     //如果s[i]==s[j+1]
            j++;        //则nexts[i]=j+1，先令j指向这个位置
        }
        nexts[i]=j;     //令nexts[i]=j
    }
}