朴素模式匹配算法

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>  
#include <string.h>  

#define MAXSIZE 100  // 定义最大字符串长度  

// 朴素模式匹配算法函数  
// 返回子串在主串中的位置(从0开始计数),如果未找到则返回-1  
int naivePatternMatching(char* text, char* pattern) 
{
    int textLength = strlen(text);
    int patternLength = strlen(pattern);

    // 遍历主串  
    for (int i = 0; i <= textLength - patternLength; i++) 
    {
        int j;
        // 遍历子串,检查是否匹配  
        for (j = 0; j < patternLength; j++) 
        {
            if (text[i + j] != pattern[j]) 
            {
                // 如果不匹配,则立即退出内层循环  
                break;
            }
        }
        // 如果内层循环正常结束(即j等于patternLength),则表示匹配成功  
        if (j == patternLength) 
        {
            return i+1;  // 返回匹配开始的位置(从0开始)  
        }
    }
    // 未找到匹配项  
    return -1;
}

int main() 
{
    char text[MAXSIZE];
    char pattern[MAXSIZE];

    // 输入主串  
    printf("请输入主串:\n");
    scanf("%s", text);

    // 输入子串  
    printf("请输入子串:\n");
    scanf("%s", pattern);

    // 调用朴素模式匹配算法函数  
    int position = naivePatternMatching(text, pattern);

    // 输出匹配结果  
    if (position != -1) 
    {
        printf("子串在主串中的位置是:%d\n", position);
    }
    else 
    {
        printf("未找到子串。\n");
    }

    return 0;
}

### 实现朴素模式匹配算法的C语言版本 朴素模式匹配(Naive Pattern Matching)是一种简单的字符串匹配算法,它通过逐一比较目标串中的子串与模式串来查找匹配位置。以下是该算法的核心逻辑以及其实现: #### 核心原理 朴素模式匹配算法的工作方式如下: - 对于长度为 `m` 的模式串和长度为 `n` 的目标串,依次尝试将模式串放置在目标串的不同起始位置上。 - 如果发现不匹配,则移动到下一个可能的位置并重新开始比较。 时间复杂度通常为 O(n * m),其中 n 是目标串的长度,m 是模式串的长度[^1]。 #### C语言实现 下面是朴素模式匹配算法的一个标准实现: ```c #include <stdio.h> #include <string.h> void naivePatternMatching(const char* text, const char* pattern) { int n = strlen(text); // Length of the target string int m = strlen(pattern); // Length of the pattern string for (int i = 0; i <= n - m; i++) { // Iterate over possible starting positions int j; for (j = 0; j < m; j++) { // Compare characters one by one if (text[i + j] != pattern[j]) { break; // Mismatch found, exit inner loop } } if (j == m) { // If all characters matched printf("Pattern found at index %d\n", i); } } } int main() { const char text[] = "ABACADABRAC"; // Target string const char pattern[] = "ABA"; // Pattern to search for naivePatternMatching(text, pattern); // Call the function return 0; } ``` 上述代码实现了朴素模式匹配的功能,并打印出所有找到的匹配索引位置。 --- ### 解释与扩展 1. **函数参数说明** - 参数 `text` 表示目标字符串。 - 参数 `pattern` 表示要匹配的模式字符串。 2. **外层循环** 外层循环控制模式串在整个目标串上的滑动窗口起点。每次迭代都会检查一个新的潜在匹配位置。 3. **内层循环** 内层循环逐字符对比当前窗口内的子串与模式串的内容。如果发生任何不匹配的情况,则立即退出内层循环。 4. **性能分析** 虽然简单易懂,但此方法的时间效率较低,在最坏情况下需执行 \(O((n-m+1)m)\) 次操作。对于大规模数据集或者更复杂的场景,可以考虑其他高级算法如 KMP 或 Boyer-Moore 算法。 --- ### 结合概率模型的应用可能性 尽管朴素模式匹配本身并不涉及概率计算,但在某些特定应用场合下可结合贝叶斯分类器的思想进行改进。例如当处理模糊查询或带有噪声的数据时,可以通过估计条件概率 \(p(\text{match}|\text{text})\) 来增强鲁棒性[^2]。 然而需要注意的是,这种组合会显著增加程序设计难度及运行开销,因此仅适用于特殊需求环境下的优化方案[^3]。 ---
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