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分类: C/C++

2010-05-09 16:38:37

kmp算法核心在next函数。就是要计算出一下pattern字符串的位置。
比如:               
   p r e - a b a b a b c       //i = 8
           a b a b c           //j = 4
   当匹配到i=8,j=4时候, 出现了不匹配。需要调整j的位置继续匹配。(就是根据abab这个已经匹配了的子字符串来计算出下一个j的位置),调整后的结果为:
   p r e - a b a b a b c       //i = 8
               a b a b c       //j = 2
就是说当j=4时,next j应该是2.
 
next算法可以通过动态规划算法来实现 。如下:
                a       b       a       b       c       d
        0       0       0       0       0       0       0
a       0       1       0       1       0       0       0
b       0       0       2       0       2       0       0
a       0       1       0       3       0       0       0
b       0       0       2       0       4       0       0
c       0       0       0       0       0       5       0
d       0       0       0       0       0       0       6
然后过滤掉无效的数据。生成next数组,就是每列的最大值。
 
代码如下:
 

 
 
 
             

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int *prepro(const char *pattern);

int kmp(const char *pattern, const char *str);

int kmp(const char *pattern, const char *str)
{
  //预处理,通过动态规划算法生成next数组

  int *next = prepro(pattern);

  const int str_len = strlen(str);
  const int pattern_len = strlen(pattern);

  int i, j;
  i = j = 0;

  while (i < str_len)
  {
    bool flag = false;
    while (j < pattern_len && pattern[j] == str[i])
    {
      i++;
      j++;
      flag = true;
    }

    //匹配成功

    if (j == pattern_len)
    {
      return i-j;
    }

    if (flag) //部分匹配,计算next

    {
      j = next[j];
    }
    else //不匹配,继续处理

    {
      i++;
      j = 0;
    }
  }
  return -1;
}


int *prepro(const char *pattern)
{
  int len = strlen(pattern);

  //初始化动态规划数组 arr[len+1][len+1]

  int **arr = new int*[len+1];
  for (int i=0; i<len+1; i++)
  {
    arr[i] = new int[len+1];
  }

  /*
  //打印数组
  printf("\t\t");
  for (int i=0; i  printf("\n");
  for (int i=0; i  {
    if (i == 0)
    {
      printf("\t");
    }
    else
    {
      printf("%c\t", pattern[i-1]);
    }
    for (int j=0; j    {
      printf("%d\t", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  */


  //生成动态规划数组

  for (int i=1; i<len+1; i++)
  {
    for (int j=1; j<len+1; j++)
    {
      if (pattern[i-1] == pattern[j-1])
      {
        arr[i][j] = arr[i-1][j-1] + 1;
      }
      else
      {
        arr[i][j] = 0;
      }
    }
  }

  cout << "------------------------------" << endl;
  printf("\t\t");
  for (int i=0; i<len; i++)printf("%c\t", pattern[i]);
  printf("\n");
  for (int i=0; i<len+1; i++)
  {
    if (i == 0)
    {
      printf("\t");
    }
    else
    {
      printf("%c\t", pattern[i-1]);
    }
    for (int j=0; j<len+1; j++)
    {
      printf("%d\t", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }

  //生成next数组,首先过滤arr数组,next[j]就是arr[*][j]中的最大值

  int *next = new int[len+1];
  for (int i=1; i<len+1; i++)
  {
    for (int j=1; j<len+1; j++)
    {
      //匹配的长度最多一半

      if (2*i > j)
      {
        arr[i][j] = 0;
      }
      //必须是从字符串头匹配的才算

      if (arr[i][j] != 0 && arr[i][j] != i)
      {
        arr[i][j] = 0;
      }

      if (arr[i][j] > next[j])
      {
        next[j] = arr[i][j];
      }
    }
  }

  /*
  cout << endl << "------------------------------" << endl;
  printf("\t\t");
  for (int i=0; i  printf("\n");
  for (int i=0; i  {
    if (i == 0)
    {
      printf("\t");
    }
    else
    {
      printf("%c\t", pattern[i-1]);
    }
    for (int j=0; j    {
      printf("%d\t", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  */


  //如果子字符串去不相等,更新next

  bool *equal = new bool[len+1];
  for (int i=0; i<len+1; i++)
  {
    equal[i] = false;
  }
  equal[0] = equal[1] = true;
  for (int i=2; i<len+1; i++)
  {
    if (pattern[i-1] == pattern[i-2])
    {
      equal[i] = true;
    }
    else
    {
      break;
    }
  }


  //printf("next=\t");

  for (int i=0; i<len+1; i++)
  {
    //printf("%d\t", next[i]);

    if (equal[i] && next[i] > 0)next[i] = i-1;
    //printf("%d\t", next[i]);

  }
  //cout << endl << "---------------------------------------" << endl;

  return next;
}

int main(int argc, char **argv)
{
  const char *pattern = argv[1];
  const char *str = argv[2];
  cout << kmp(pattern, str) << endl;
  return 0;
}


直接g++编译ok。

发现next函数不用动态规划算法,大财小用了啊.应该是:

 

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

void fun(const char *str)
{

  int len = strlen(str);
  int *p = new int[len];

  for (int i=0; i<len; i++)
  {
    if (str[i] == str[0])
    {
      p[i] = 1;
    }
  }

  if (len < 2)return;

  for (int i=2; i<len; i++)
  {
    if (p[i-1] != 0)
    {
      if (i+1 >= 2*(p[i-1]+1) && str[i] == str[p[i-1]])
        p[i] = p[i-1]+1;
    }
  }

  bool equal = true;
  for (int i=1; i<len; i++)
  {
    if (equal)
    {
      if (str[i] == str[i-1])
      {
        p[i] = i;
      }
      else
      {
        equal = false;
      }
    }
    else
    {
      break;
    }
  }

  for (int i=0; i<len; i++)
  {
    cout << str[i] << " ";
  }
  cout << endl;
  for (int i=0; i<len; i++)
  {
    cout << p[i] << " ";
  }
  cout << endl;
  return;
}

int main(int argc, char **argv)
{
  fun(argv[1]);
  return 0;
}


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