模式匹配（Java）——烤馍片算法(KMP算法)

模式匹配（Java）

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模式匹配

模式匹配是数据结构中字符串的一种基本运算。
由于字符串我们学习过了，大部分操作都比较清楚，但是模式匹配相对来说操作稍微有些难度，所以我们在这里简单的进行讲述。
模式匹配的具体操作如下：给定一个子串（也称为模式串），要求在某个字符串中找出与该子串相同的所有子串。

我们在此讲述2种常见实现：

1. 暴力匹配
2. KMP算法

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暴力匹配（BF算法）

主要思想：从主串的第一个元素开始，与模式串第一个元素相比较，相等则逐一比较，若有不同元素，主串回溯至下一个元素，与模式串的一个元素相比较，依次循环。
为了方便讲解，我们针对下面的案例来进行讲解：
要求在寻找模式串第一次在主串出现的位置，未找到则返回-1。


我们把这个过程分为5步：

1. 首先，我们需要将主串进行遍历。
2. 主串的每一次遍历中，与模式串进行比较，若相同比较下一个元素。
3. 如果模式串比较结束，说明模式串成功匹配，返回主串当前下标。
4. 如果两元素不同，说明此处匹配失败，主串继续遍历下一个元素。
5. 若主串遍历结束，仍未成功匹配，则说明主串中无该模式串，返回-1。
   
   

我们举个例子演示一下，假设主串abdabcda，模式串abcd，模式匹配后应当得到3。

主串当前遍历到的元素/下标	主串的元素	模式串元素	比较
a/0	a	a	相等，比较下一个元素
a/0	b	b	相等，比较下一个元素
a/0	d	c	不相等，回溯，继续遍历主串
b/1	b	a	不相等，回溯，继续遍历主串
d/2	d	a	不相等，回溯，继续遍历主串
a/3	a	a	相等，比较下一个元素
a/3	b	b	相等，比较下一个元素
a/3	c	c	相等，比较下一个元素
a/3	d	d	相等，比较下一个元素
a/3	a	\0	模式串比较结束，匹配成功

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完整代码如下

public static int bruteForceStringMatch(String str, String pattern) {
   
   
    //如果主串长度不小于模式串，则进入模式匹配
    if (str.length() >= pattern.length()) {
   
   
        //获取两串的字符数组，以便遍历
        char strOfChars[] = str.toCharArray();
        char patternOfChars[] = pattern.toCharArray();

        //两个循环控制变量
        int loopOfStr, loopOfPattern;
        //遍历主串，任意一串遍历结束，则匹配结束