解决问题:
字符串匹配问题
怎么解决?
前缀表+next[]数组
#分析
先看暴力做法:
i+ +
, j+ +
继续匹配再看Kmp做法
1.先将模式串和文本串一 一匹配,遇到冲突,即匹配不成功时,需要退一位继续匹配。
那这一位怎么退?
借助前缀表!
2.需要求模式串的前缀表,怎么求?
先引入一个ne数组,next数组的求算相当于双指针算法
从左至右开始遍历,计算前缀和后缀最长相等的长度
最后,得到的是一个升序序列,序列中的值便是退一位的索引,即ne[j]。
3.借助ne[]数组,进行退一位处理。
如果当前冲突了,那我们就找到模式串冲突位置j的前一位即ne[j]。
这里的话p数组做了往前移动一位处理,那这样对应的每个j冲突的退一位索引直接就是ne[j]。
4.退一位处理后,会确保ne[j]的前缀和文本串冲突位置前的串的后缀相同。
那这样就开始在 j=ne[j]
的下一位开始与冲突位置进行匹配。
如果匹配不到,则继续退一位处理,继续匹配。
如果匹配得到,则记录i的位置,注意i保留的是匹配成功的最后一位。
所以,答案下标等于 i-n+1
,但是这里写法是从下标1开始,所以 i-n+1-1=i - n
。
分析一下KMP算法的时间复杂度:
先for循环遍历一下,移动j的位置,最多前移m 次、后移每次,总计为2*m
所以Kmp的时间复杂度O(2*m)=O(m)
分析图
前缀表计算展开图
注意:
前缀是不含尾字母的所有子串
后缀是不含首字母的所有子串
找到最长相等的前缀和后缀长度即可
import java.io.*;
public class Main{
public static void main(String []args) throws NumberFormatException, IOException {
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
int N=100010,M=1000010;
int n = Integer.parseInt(in.readLine());
String P = in.readLine();
char []p = new char[N];
//输入的数组下标从1开始
for(int i=1;i<=n;i++) {
p[i]=P.charAt(i-1);//将字符串P的每个字符存入字符数组
}
int m = Integer.parseInt(in.readLine());
String S = in.readLine();
char []s = new char[M];
for(int i=1;i<=m;i++) {
s[i] = S.charAt(i-1);//将字符串S的每个字符存入字符数组
}
int ne[]=new int [N];
//前缀表
//i=1时,ne[1]=0;所以从i=2开始即可。
for(int i=2,j=0;i<=n;i++) {
//j从0开始,进入循环会加上1,主要是为了做退格处理。
while(j>0&&p[i]!=p[j+1])j=ne[j];
//那么我们去找他的前一位来进行匹配,即往前退一格,再比较。
if(p[i]==p[j+1])j++;//匹配相等的话,则j++
ne[i]=j;//更新ne数组i的值为j
}
for(int i=1,j=0;i<=m;i++) {
//j+1是退格定位到j之后的位置再继续比较。
while(j>0&&s[i]!=p[j+1])j=ne[j];
if(s[i]==p[j+1])j++;//匹配成功,则i、j继续往下走
if(j==n) {
//i最后记录的是字符串匹配成功的最后一位,需要i-n+1.
//但是这里的下标从1开始,需要减1,所以是i-n。
out.write((i-n)+" ");
//保存当前满足条件的ne[j]的位置,接下来继续匹配可能会用到。
j=ne[j];
}
}
out.flush();
out.close();
in.close();
}
}
理论:
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