kmp算法的c++实现

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首先简介kmp算法：

  KMP算法是一种改进的字符串匹配算法，由D.E.Knuth，J.H.Morris和V.R.Pratt同时发现，因此人们称它为克努特——莫里斯——普拉特操作（简称KMP算法）。KMP算法的关键是利用匹配失败后的信息，尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的目的。具体实现就是实现一个next()函数，函数本身包含了模式串的局部匹配信息。时间复杂度O(m+n)。

实现的关键点：

  首先构造next辅助数组，假如说pattern串是aaba，那么pattern数组的内容便是{0, 1, 0, 1}，这里面0代表从pattern头部到该位置的子字符串的没有公共前缀和后缀，1代表从pattern头部到该位置的子串的公共前缀和后缀的长度为1...。

 其次遍历主字符串，对于任意一位字符来说，

1. 如果该位字符和pattern位字符不相同，pattern串回溯，直到相同或者到达pattern串的头部。这时如果相同，主子符串和pattern串均前进一位。如果还不同，主字符串前进一位。

2. 如果该位字符和pattern位字符相同，pattern串和主子符串均前进一位，正常遍历。

代码如下：

// kmp算法.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include "pch.h"
#include 
#include
#include
using namespace std;

vector getTempArray(string pattern)
{
	vector result;//声明要返回的vector
	if (pattern.size() == 0)
		return result;//如果字符串的长度为0，直接返回空的vector
	result.push_back(0);//首先在里面压入0
	if (pattern.size() == 1)//如果说字符串的长度为1，直接返回此时的vector
		return result;
	int i = 0;
	int j = 1;
	while (i <= pattern.size() - 1 && j <= pattern.size() - 1)
	{
		if (pattern[j] == pattern[i])
		{
			result.push_back(i + 1);
			i++;
			j++;
		}
		else
		{
			if (i == 0)
			{
				result.push_back(0);
				j++;
			}
			else
			{
				while (i >= 1&&pattern[i]!=pattern[j])
				{
					i = result[i - 1];
				}
				if (pattern[i] == pattern[j])
				{
					result.push_back(i + 1);
					i++;
					j++;
				}
				else
				{
					result.push_back(0);
					j++;
				}

			}
		}
	}
	return result;
}
int kmp(string t, string p)//t代表原字符串，p代表要匹配的字符串
{
	vector next = getTempArray(p);
	int j = 0;
	for (int i = 0; i < t.length(); i++)
	{
		while (j > 0 && t[i] != p[j])
			j = next[j - 1];
		if (t[i] == p[j])
			j++;
		if (j == p.length())
			return i - p.length() + 1;
	}
	return -1;
}
int main()
{
	string str;
	cout << "Enter the string: ";
	cin >> str;
	string pattern;
	cout << "Enter the pattern: ";
	cin >> pattern;
	int result = kmp(str, pattern);
	if (result == -1)
	{
		cout << "Not find pattern words!\n";
	}
	else
	{
		cout << result << endl;
	}
}

实现结果：