匹配方向:从右向左开始匹配(从 ^ 的位置开始向左匹配):
aaaaaFaaaaaaaaaaaaaa
aaaaaaa
^
坏字符:源串中第一个不匹配的字符就是坏字符(F 是坏字符):
aaaaaFaaaaaaaaaaaaa
aaaaaaa
^
如果坏字符不在模式串中,则将指针向右移动“模式串长度”个字符,重新开始比较:
aaaaaFaaaaaFaaaaaaa
aaaaaaa
-------^
解释:当前模式串为 7 个 a,所以指针向右移动 7 个字符,目的是把 F 排除于下次比较的范围,如果移动不足 7 个字符,那么 F 就进入了下次比较的范围,由于 F 不在模式串中,让它进入比较范围没有意义。
重新比较之后,再次遇到坏字符 F:
aaaaaFaaaaaFaaaaaaa
aaaaaaa
^
指针继续向右移动 7 个字符:
aaaaaFaaaaaFaaaaaaa
aaaaaaa
-------^
完成匹配。
如果坏字符在模式串中,则需要在开始搜索之前,先找出模式串中各个字符最后出现的位置,然后记下该位置之后还有多少个字符。
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
不看源串,只看模式串:
最右边的 a 之后有 5 个字符
最右边的 b 之后有 1 个字符
最右边的 c 之后有 0 个字符
记录该数据的目的是为了让指针能够跳转指定的长度,但是字符 c 所记录的数据 0 却没有使指针产生移动,所以最后一个字符不应该被记录,这样我们就需要使用前一个 c 的位置来记录,也就是 c 之后有 2 个字符,于是有了下面的跳转表:
如果遇到坏字符 a,则指针向右移动 5 个字符
如果遇到坏字符 b,则指针向右移动 1 个字符
如果遇到坏字符 c,则指针向右移动 2 个字符
如果遇到其它坏字符,则指针向右移动“模式串长度”个字符
开始比较:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
^
遇到坏字符 a,指针向右移动 5 个字符:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
-----^
解释:跳转表中记录的遇到 a 应该跳转 5 个字符,目的是为了让源串中的坏字符 a 与模式串中的字符 a 对齐,如果跳转不足 5 个字符,则模式串中没有任何字符可以与源串中的 a 匹配上,因为 5 就是 a 在模式串中最后一次出现的位置,再往后就没有 a 了。
重新比较之后,再次遇到坏字符 b:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
^
根据跳转表中的记录,遇到 b 应该使指针向右移动 1 个字符:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
-^
重新比较之后,再次遇到坏字符 a:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
^
指针向右移动 5 个字符:
aaaaabaaaaabccbcaaa
aabccbc
-----^
完成匹配。
前面提到的跳转表,叫做“坏字符跳转表”,使用该表已经可以实现字符串快速查找。
为了进一步提高速度,BoyerMoore 算法还提出了另一种匹配方式,叫做“好后缀”匹配。
好后缀:匹配过程中已经匹配的部分就是好后缀(ba 是好后缀):
aaFbaaaaaba
aaaba
^
如果好后缀在模式串中没有重复的部分(比如 ababa 中后缀 ba 就与前一个 ba 重复,这就不符合当前的情况),则将指针向右移动“模式串长度+已匹配长度”个字符,重新开始比较:
aaFbaaaaaba
-----aaaba
-------^
说明:模式串刚好移动到源串上次匹配的 ba 之后,因为模式串向右移动的原则是“使源串中上次匹配的 ba 与模式串中离好后缀 ba 最近的某个 ba 对齐”,可是好后缀左边没有重复的 ba,所以无法与源串中的 ba 对齐,那就只能将模式串整个移动到源串的 ba 之后。
重新比较之后,没有出现好后缀:
aaFbaaaaaba
aaaba
^
只能向右移动一个字符:
aaFbaaaaaba
-aaaba
-^
完成匹配。
如果好后缀在模式串中有重复的部分,则将指针向右移动“好后缀到最后一个重复部分之间的距离+已匹配的长度”个字符,重新开始比较:
aaaaaaFbabaCbaCba
abaCbaCba
^
因为好后缀 ba 前面有重复的 ba,所以需要将离好后缀最近的 ba 与源串中上次匹配的 ba 对齐:
aaaaaaFbabaCbaCba
---abaCbaCba
-----^
此时没有匹配的后缀,只能将模式串向右移动一个字符:
aaaaaaFbabaCbaCba
-abaCbaCba
-^
此时仍然没有匹配的后缀,只能将模式串向右移动一个字符:
aaaaaaFbabaCbaCba
-abaCbaCba
-^
此时出现好后缀 baCba:
aaaaaaFbabaCbaCba
abaCbaCba
^
这个好后缀比较特殊,它是有重复部分的,只不过前后重叠在一起:
aaaaaaFbabaCbaCba
abaCbaCba
^
^^^^^
^^^^^
此时需要将重复部分移动到源串中上次匹配的 baCba 位置:
aaaaaaFbabaCbaCba
---abaCbaCba
--------^
完成匹配。
如果有多个连续的重复部分,则可以一次跳过所有这些重复部分,例如:
aaaaaaaFbababababa
bababababa
^
按照一般思路,应该将离好后缀最近的一个 ba 与源串中上次匹配的 ba 对齐,但是因为这些重复 ba 是相连的,既然 F 与好后缀 ba 之前的 a 不匹配,那么所有相连的 ba 前一个字符都是 a,都不可能与 F 匹配,所以可以一次跳过所有相连的 ba,将最左边的重复 ba 与源串中上次匹配的 ba 对齐即可:
aaaaaaaFbababababa
--------bababababa
---------^
完成匹配。
好后缀也有一个跳转表,只需要在搜索之前计算好,就可以实现快速搜索,好后缀的跳转表计算起来要比坏字符复杂一些。
BoyerMoore 算法同时使用“坏字符”和“好后缀”两种跳转方式,每次遇到坏字符时,也会出现好后缀,然后选择两种跳转方式中跳转距离更远的作为本次跳转长度。
在 FPC 的 StrUtils 单元中有 BoyerMoore 算法的实现,可以参考。