"如何实现字符串的匹配"(python)

最新推荐文章于 2025-04-05 13:00:00 发布

小鱼爱吃草灬灬

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42013574/article/details/88802929

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本文介绍两种字符串匹配算法：直接计算法和KMP算法。通过实例演示如何查找模式字符串在主字符串中的首次出现位置，并分析了KMP算法如何通过预处理提高匹配效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目描述：给定主字符S与模式字符串P,判断P是否是S的子串，如果是，那么找出P在S中第一次出现的下标。

分析与解答：对于字符串的匹配，最直接的方法就是逐个比较字符串中的字符，这种方法比较容易实现，但是效率也比较低下。对于这种字符串匹配的问题，除了最常见的直接比较法外，经典的KMP算法也是不二选择，它能够显著的提高运行效率。

方法一：直接计算法

def match(s, p):
    # 检查参数的合理性
    if s == None or p == None:
        print("参数不合理")
        return -1
    slen = len(s)
    plen = len(p)

    # p肯定不是S的子串
    if slen < plen:
        return -1
    i = 0
    j = 0
    while i < slen and j < plen:
        if list(s)[i] == list(p)[j]:
            # 如果相同，那么继续比较后面的字符
            i += 1
            j += 1
        else:
            # 后退回去重新比较
            i = i - j + 1
            j = 0

            if i > slen - plen:
                return -1
    # 匹配成功
    if j >= plen:
        return i - plen
    return -1

if __name__ == "__main__":
    s = "xyzabcd"
    p = "abc"
    print(match(s, p))

方法二：KMP算法

def getNext(p, nexts):
    i = 0
    j = -1
    nexts[0] = -1
    while i < len(p):
        if j == -1 or list(p)[i] == list(p)[j]:
            i += 1
            j += 1
            nexts[i] = j
        else:
            j = nexts[j]

def match(s, p, nexts):
    # 检查参数的合理性，s的长度一定不会小于p的长度
    if s == None or p == None:
        print("参数不合理")
        return -1
    slen = len(s)
    plen = len(p)

    # p肯定不是s的子串
    if slen < plen:
        return -1
    i = 0
    j = 0
    while i < slen and j < plen:
        print("i="+str(i)+","+"j="+str(j))
        if j == -1 or list(s)[i] == list(p)[j]:
            # 如果相同，那么继续比较后面的字符
            i += 1
            j += 1
        else:
            # 主串i不需要回溯，从next数组中找出比较的模式串的位置j
            j = nexts[j]
    # 匹配成功
    if j >= plen:
        return i-plen
    return -1

if __name__ == "__main__":
    s = "abababaabcbcbcb"
    p = "abaabc"
    lens = len(p)
    nexts = [0]*(lens + 1)
    getNext(p, nexts)
    print("next数组为："+str(nexts[0]))
    i = 1
    while i < lens - 1:
        print(","+str(nexts[i]))
        i += 1
    print('\n')
    print("匹配结果为："+str(match(s,p,nexts)))