【待完善】DFA模拟KMP算法

本文深入讲解了KMP算法的实现原理及代码细节,通过构造DFA(确定有限自动机)来提高模式匹配效率,避免了传统模式匹配算法的回溯问题。文章提供了完整的KMP算法Java实现代码,并详细解释了如何在文本中搜索指定的模式字符串。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

先把代码贴上,之后再作解释。

public class KMP
{
    private String pat;
    private int[][] dfs;
    
    pubic KMP(String pat)
    {   //由模式字符串构造DFA
        this.pat=pat;
        int M=pat.length();
        int R=256;
        dfa=new int[R][M];
        dfa[pat.charAt(0)][0]=1;
        for(int X=0, j=1; j<M; j++)
        {   //计算dfa[][j]
            for(int c=0; c<R; c++)
                dfa[c][j]=dfa[c][X];    //复制匹配失败情况下的值
            dfa[pat.charAt(j)][j]=j+1;  //设置匹配成功情况下的值
            X=dfa[pat.charAt(j)][X];    //更新重启状态
        }
    }
    
    public int search(String txt)
    {   //在txt上模拟DFA的运行
        int i, j, N=txt.length(), M=pat.length();
        for(i=0, j=0; i<N && j<M; i++)
            j=dfa[txt.charAt(i)][j];
        if(j==M) return i-M;    //找到匹配(到达模式字符串的结尾)
        else return N;  //未找到匹配(到达文本字符串的结尾)
    }
}
1. 实验内容 1、定义一个右线性正规文法,示例如(仅供参考) G[S]:S→aU|bV| U→bV|aQ V→aU|bQ Q→aQ|bQ|e 实验前要考虑清楚用哪种数据结构存储上述文法。 2、构造其有穷确定自动机,如 3、利用有穷确定自动机M=(K,Σ,f, S,Z)行为模拟程序算法,来对于任意给定的串,若属于该语言时,该过程经有限次计算后就会停止并回答“是”,若不属于,要么能停止并回答“不是”。 K:=S; c:=getchar; while ceof do {K:=f(K,c); c:=getchar; }; if K is in Z then return (‘yes’) else return (‘no’) 2. 实验设计分析 2.1 实验设计思路 根据实验指导书和书本上的相关知识,实现算法。 2.2 实验算法 (1)输入正规文法。RG到FA (2)将NFA化为DFA (3)输入一个字符串判断是否符合文法。 ①最开始记A为开始状态a为第一个字符。 ②然后A经过字符a到达下一个状态记为B,A状态指向B状态,a指向字符串的下一个字符。 ③循环②步直到B状态为终态时停止则该字符串符合该文法或a指向最后一个字符时都没到终态停止则该字符窜不符合该文法。 2.3 实验流程 ①预习实验,实验前阅读实验指导书和阅读书本。 ②通过书本了解判断文法的原理。首先在纸上模拟文法的判断过程。 ③上机实现模拟过程。 ④调试程序,知道能得到预期的结果。 2.4 实验的基本技术设计方案 (用到哪些技术,包括编译原理中,程序设计中,离散数学中等的哪些技术) ①java的基础语法。 ②数据结构里的结构体及简单算法。 ③编译原理的理论知识。 ④运用了java里的一些集合类。 2.5 数据结构 class edge { char PriorityState; char ch; char NextState; edge(char p,char c, char n){ PriorityState = p; ch = c; NextState = n; } @Override public String toString() { return "edge [PriorityState=" + PriorityState + ", ch=" + ch + ", NextState=" + NextState + "]"; } } 2.6 实验输入输出 2.7 实验设计语言 Java语言。 3. 实验主要源代码及分析说明
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