对KMP算法的时间复杂度分析

本文深入解析了KMP算法中next数组的生成过程及其复杂度分析,通过引入“复杂度势能”的概念,证明了KMP算法的时间复杂度为O(n)。

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O(n)

for(int i=2;i<=l2;++i) {
		int x=i-1;
		while(x&&s2[nxt[x]+1]!=s2[i]) x=nxt[x];
		if(x) nxt[i]=nxt[x]+1;
		else nxt[i]=0;
	}

以上为next数组获取过程的代码,匹配过程同理。
两重循环,第一重for的运行次数为字符串长度,第二重while的运行次数似乎不好确定。
引入“复杂度势能”的概念。
对于每一个i,复杂度的变化方式有两种:
1.增加O(1)的复杂度和O(1)的“复杂度势能”(while只执行一次)。
2.将若干“复杂度势能”转化为真实的复杂度(while执行多次),显然为1:1转换。
由此可见,最坏情况下,实际复杂度和“复杂度势能”均为O(n),不妨令“复杂度势能”最终全部转化为真实复杂度,总体复杂度依然为O(n)。
证毕。

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