KMP算法是经典的字符串匹配算法,解决从字符串S,查找模式字符串M的问题。算法名称来源于发明者Knuth,Morris,Pratt。
假定从字符串S中查找M,S的长度ls,M的长度lm,且(ls > lm)。
朴素的字符串查找方法
从字符串S的第一个字符开始与M进行比较,如果匹配失败。从下一字符开始,重新比较。指导第 (ls - lm) 个字符。
这种方法容易想到并且容易理解,效率不高。
问题在于每次匹配失败后,移动的步伐固定为 1,其实步子可以迈得再大一些。
KMP的字符串查找方法
假定在模式串的连续字串M[0, i] 且 i < lm,已经成功匹配字符串S。但是不巧第 i+1 个字符失败了,怎么办?移动一个字符,重头再来?当然不好,那就是朴素路线了。我们能否从跌倒的地方继续走呢?
既然字串M[0 - i]已经匹配成功,那就从这个子串上做文章。举个栗子
S序号
j
j + 1
j + 2
j + 3
j + 4
j + 5
j+6
j + 7
。。。
S串
a
b
c
a
b
c
d
e
。。。
M串
a
b
c
a
b
d
M序号
01
2
3
4
5
此时匹配失败在M串的第5个字符,前4个字符已经匹配成功。
如果从跌倒的地方出发,则需要存在M[0, 4]的子串M[0, k] == S[j+4-k , j+4]。
由于M[0, 4] == S[j , j+4] 则有 字串S[j+4-k, j+4] == M[4-k, 4]。综上有M[0, k] == M[4-k, 4]
如果这样的k不存在,那就老老实实的朴素了。
从上面的表格可以直观的看出,下一次匹配只要把M串移动到 j + 3 位置,从 j+5 开始匹配就可以。很容易看出来 在已经匹配成功的字串M[0 , 4]中有最长的子串 (M[0 , 1] == M[3 , 4]),这个就是问题的关键。
因此KMP的核心部分就是计算模式串的各个子串的 k。
实例
首先我们来看一下字符串的朴素匹配.
可以想象成把文本串s固定住,模式串p从s最左边开始对齐,如果对齐的部分完全一样,则匹配成功,失败则将模式串p整体往右移1位,继续检查对齐部分,如此反复.
#朴素匹配 def naive_match(s, p): m = len(s); n = len(p) for i in range(m-n+1):#起始指针i if s[i:i+n] == p: return True return False
关于kmp算法,讲的最好的当属阮一峰的<字符串匹配的KMP算法>.一路读下来,豁然开朗.
其实就是,对模式串p进行预处理,得到前后缀的部分匹配表,使得我们可以借助已知信息,算出可以右移多少位.即 kmp = 朴素匹配 + 移动多位.
更多细节请看阮一峰的文章,这里就不展开了.
下面给出python的代码实现.
#KMP def kmp_match(s, p): m = len(s); n = len(p) cur = 0#起始指针cur table = partial_table(p) while cur<=m-n: for i in range(n): if s[i+cur]!=p[i]: cur += max(i - table[i-1], 1)#有了部分匹配表,我们不只是单纯的1位1位往右移,可以一次移动多位 break else: return True return False #部分匹配表 def partial_table(p): '''''partial_table("ABCDABD") -> [0, 0, 0, 0, 1, 2, 0]''' prefix = set() postfix = set() ret = [0] for i in range(1,len(p)): prefix.add(p[:i]) postfix = {p[j:i+1] for j in range(1,i+1)} ret.append(len((prefix&postfix or {''}).pop())) return ret print naive_match("BBC ABCDAB ABCDABCDABDE", "ABCDABD") print partial_table("ABCDABD") print kmp_match("BBC ABCDAB ABCDABCDABDE", "ABCDABD")
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稳了!魔兽国服回归的3条重磅消息!官宣时间再确认!
昨天有一位朋友在大神群里分享,自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。
这里面让他访问的是一个国服的战网网址,com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后,确实是网易的网址,也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情,因为以前都没有出现这样的情况,现在突然提示跳转到国服战网的网址,是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢?
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