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如果人生是一条隐含马尔科夫模型,那维特比算法告诉我已经偏离最优路线了,但如果起点是现在呢?

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分类: Java

2013-04-15 23:32:47

    对于任意一字符串p,我们总可以找到这么一个性质:以abcab为例,存在一相同的前缀与后缀ab,我们进一步假设abcab后面紧跟一字符d,也就是abcabd,而且在以它为模式串的匹配的过程d发生不匹配e,这时候就可以利用该前缀了:

abcabeabd

abcabd

由于已近匹配到e这个位置了,所以e前面的若干个字符串必然与d前面若干个字符串相同,至少ab这两个没问题,那么接下来我们就可以直接把ec来比较,而不是从头开始,这样就省下时间了

    上面这段推论是支撑KMP跳跃式比较字符串的的基石:前缀长度越短跳跃得越多,比较也就更快。

    其实对于任意长度为n的字符串p,我们都可以为它每一个字符都找到这个前缀,设其长度减一构成一个数组next[n],如果next[k]=-1,那就是最好情况:该前缀长度为0,模式串可以跳跃得最远

    为了演示这种加速,直接上图

其中目标串tannbcdanacadsannannacanna

模式串pannacannanext数组为{-1,-1,-1,0,-1,0,1,2,3}

紫色的a就是我们所说的前缀,黄色是加速过程,也就是跳过比较的地方

红色的是发生了不匹配事件,绿色代表匹配

  • 先解释加速过程123,123本来是朴素算法的步骤,这里被跳过了:由于next[2]=-1,所以p[3]发生不匹配时模式串可以跳的最远,直接把t[4]p[0]来比较,进入4

  • 过程456由于在p[0]时就不匹配了,没有用到KMP的性质,而是走的朴素算法

  • 78123是同理

  • 9,10456同理

  • 11123同理

  • 12,13456同理

  • 14,15123不同理!,因为next[3]==0,可以从p[0](所谓前缀)后面那一个字符n位置开始跟发生不匹配的t[17]比较


根据上图可以得出KMP算法的两大步:

  1. 第一步求出属于模式串的next[n]数组

  2. 第二步利用这个数组来跳跃式比较


代码见

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