字符串匹配算法(3)---String Matching Algorithm

字符串匹配算法(3)---String Matching Algorithm

由于有限自动机方法与KMP算法类似，并且有限自动机方法在预处理上的时间复杂度比KMP方法高，所以在本文的讨论中，暂时不讨论有限自动机方法，主要是考虑KMP算法。
KMP算法是一个非常有名的字符串匹配算法，其由Knuth,Morris和Pratt一起提出来的，预处理时间为O(m),其中m为匹配字符串的长度，匹配时间为O(n)，其中n为需要匹配的字符串的长度。
核心算法如下：
//预处理部分
int pi[m];
pi[0]=0;
int k = 0;

for(int i=1;i<m;i++)
{
   while((k>0)&&(p[i]!=p[k])
       k=pi[k];

   if(p[i]==p[k])
       k++;

   pi[i]=k;
}

//匹配部分
int k=0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
    while((k>0)&&(p[k]!=t[i]))
           k=pi[k];
 
     if(p[k]==t[i])
          k++;

      if(k==m)
       {
            //输出结果，从(i+1-m)开始已经匹配
            k=pi[m-1];//开始下一个匹配
       }
}

具体的可运行的实现代码为：

 1  #include  < iostream >
 2  #include  < string >
 3 
 4  using namespace std;
 5 
 6  int  main( int  argc, char *  argv[])
 7  {
 8       char   * t = NULL, * p = NULL;
 9       int   * pi = NULL;
10      string text,pattern;
11 
12       while ( 1 )
13      {
14          cin >> text >> pattern;
15           int  n  =  text.length();        
16           int  m  =  pattern.length();
17 
18           // t= new char[n+1];
19           // p= new char[m+1];
20          t =   new   char [n];
21          p =   new   char [m];
22          pi  =   new   int [m];
23 
24           // strcpy(t,text.c_str());
25           // strcpy(p,pattern.c_str());
26          memcpy(t,text.data(),n);
27          memcpy(p,pattern.data(),m);
28 
29           // calculate the PI array
30           int  q  =   0 ;
31          pi[ 0 ] = 0 ;
32 
33           for ( int  i = 1 ;i < m;i ++ )
34          {
35               while ((q > 0 ) && (p[q] != p[i]))
36              {
37                  q = pi[q];
38              }
39 
40               if (p[q] == p[i])
41                  q ++ ;
42 
43              pi[i] = q;
44          }
45 
46           // use the KMP matching algorithm
47          q  =   0 ;
48           for ( int  i = 0 ;i < n;i ++ )
49          {
50               while ((q > 0 ) && (p[q] != t[i]))
51              {
52                  q  =  pi[q];
53              }
54 
55               if (p[q] == t[i])
56                  q ++ ;
57 
58               if (q == m)
59              {
60                  cout << ((i + 1 ) - m) << endl;
61                  q  =  pi[m - 1 ];
62              }
63          }
64 
65          delete[] t;
66          delete[] p;
67          delete[] pi;
68      }
69 
70      system( " pause " );
71       return   0 ;
72  }
73