代码随想录算法训练营第九天

KMP算法

学习指南：

帮你把KMP算法学个通透！B站（理论篇）

帮你把KMP算法学个通透！（求next数组代码篇）

理论支撑：在找目标子串过程中，为了减少每次查找完都从开头重新查找的时间，KMP算法被开发出来，旨在减少冗余查找，每次查找失败回溯到最节约查找时间的位置。

原理：

上图中能看到，遍历到文本及模式的第五个字符（从0开始算）时字符不匹配，但模式串的指针不会回到第一个字符，而是来到与文本串字符‘b’相同的下标2处，继续进行下一个字符的比较。

方法：

        第一步：

        得到next数组，next数组的作用，就是利用最长前后缀找到具有部分相同前缀的字符之间的联系。tip：当前字符利用的是前一个字符的前缀表，前缀表中储存的是有联系字符的下标。

        

上图中，可以在前缀表中看到，与‘f’有联系的字符是下标为2的‘b’，而0代表的是不存在有联系的字符，此时模式串的指针直接回到下标0的位置

代码如下：

def getNext(self, needle: str, m: int):
        j = 0
        next = [0]*m
        next[0] = j
        for i in range(1, m):
            while j > 0 and needle[j] != needle[i]:
                j = next[j - 1]
            if needle[i] == needle[j]:
                j += 1
            next[i] = j
        return next

        第二步：

        利用前缀表（next）数组在文本串中找到模式串：

        若字符匹配，则模式串指针向前直到末尾

        若字符不匹配，则进行前缀表查询，期间进行指针移动，移动到指针所指的模式串字符与文本串相同或下标为0为止

代码如下：

def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int:
        m =  len(needle)
        next = self.getNext(needle, m)
        print(next)
        i = 0
        for j, x in enumerate(haystack):
            if x == needle[i]:
                i += 1
                if i == m:
                    return j - m + 1
            else:
                while i > 0 and x != needle[i]:
                    i = next[i - 1]
                if x == needle[i]:
                    i += 1
        return -1

本题代码所使用的是28.找出字符串中第一个匹配项的下标

总结：

        这是我第一次学习KMP算法，文笔粗糙稍显难懂，如有不对还请指出，希望我们能从本次学习中收获更多。