KMP算法实现C和java版本

最新推荐文章于 2025-04-04 21:54:16 发布

俊雪恋

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分类专栏： AMC&&算法

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本文深入讲解了KMP算法的工作原理及实现方式，包括如何构造next数组以提高字符串匹配效率，并提供了C++和Java两种语言的具体实现示例。

网上代码很多，不过也有很多都是错的。至于原理，我也讲不清，首先明白next数组是怎么求，至少你要先明白求最长公共前缀和后缀，人为规定前缀不包含最后一个字符，后缀不包含第一个字符，然后利用next数组就不用暴力匹配，pattern会滑动一段距离。

#include <iostream>
#include <string>
#define N 100
using namespace std;
int next[N]; 
void getNext(string s) {
	int i = 0;
	int k = -1;
	next[i] = k;
	while (i < s.length()) {
		
		if (k == -1 || s[k] == s[i]) {
			i++;
			k++;
			next[i] = k;
		} else {
			k = next[k];
		}
	}
}

int getIndex(string s1, string s2) {
	int i = 0;
	int j = 0;
	while (i < s1.length() && j <s2.length()) {
		if (s1[i] == s2[j]) {
			i++;
			j++;
		} else if (next[j] == -1)  {
			i++;
		} else {
			j = next[j];
		}
	}
	if (j == s2.length()) {
		return i - s2.length();
	} else {
		return -1;
	}
}

int main() {
	string str1, str2;
	str1 = "cnlabaabcabaklm";
	str2 = "abaabcaba";
	getNext(str2);
	for (int i = 0; i < str2.length(); i++) {
		printf("%d ", next[i]);
	}
	printf("\n%d", getIndex(str1, str2));
	return 0;
}


public class KMPAlgorithm {
/*
	kmp算法，判断子串问题
*/
	public static int getIndexOf(String s, String m) {
		if (s == null || m == null || m.length() < 1 || s.length() < m.length()) {
			return -1;
		}
		char[] ss = s.toCharArray();
		char[] ms = m.toCharArray();
		int si = 0;
		int mi = 0;
		int[] next = getNextArray(ms);
		for (int i : next) {
			System.out.print(i + " ");
		}
		while (si < ss.length && mi < ms.length) {
			if (ss[si] == ms[mi]) {
				si++;
				mi++;
			} else if (next[mi] == -1) {
				si++;
			} else {
				mi = next[mi];
			}
		}
		return mi == ms.length ? si - mi : -1;
	}

	public static int[] getNextArray(char[] ms) {
		if (ms.length == 1) {
			return new int[] { -1 };
		}
		int[] next = new int[ms.length];
		next[0] = -1;
		next[1] = 0;
		int pos = 2;
		int cn = 0;
		while (pos < next.length) {
			if (ms[pos - 1] == ms[cn]) {
				next[pos++] = ++cn;
			} else if (cn > 0) {
				cn = next[cn];
			} else {
				next[pos++] = 0;
			}
		}
		return next;
	}

	public static void main(String[] args) {
		String str = "abcabcababaccc";
		String match = "ababa";
		System.out.println("\n" + getIndexOf(str, match));

	}

}