今天看到了一篇关于KMP算法的讲解的文章，很难得，讲得非常清楚。分享给大家，希望对大家有帮助。http://kb.cnblogs.com/page/176818/
我自己基于这个讲解的内容作了一个实现，效果还不错，码代码的功力有限，还请大家多指正其中可以改进的地方。
1 using System.Collections.Generic;
2
3 namespace KMPImplementation
4 {
5 /// <summary>
6 /// 该类用于生成KMP算法中，需要用的部分匹配表
7 /// </summary>
8 public class PartialMatchTable
9 {
10 private string data;
11 List<int> OffsetArray = new List<int>();
12
13 /// <summary>
14 /// 在构造函数中获得匹配模式，并计算产生部分匹配表
15 /// </summary>
16 /// <param name="para"></param>
17 public PartialMatchTable(string para)
18 {
19 data = para;
20 GenerateOffsetArray();
21 }
22
23 /// <summary>
24 /// 计算一个字符串中，最长的相同前缀与后缀的长度
25 /// </summary>
26 /// <param name="str">需要计算的字符串</param>
27 /// <returns>长度值</returns>
28 private int GetMaxPrefixPostfixLength(string str)
29 {
30 int cnt = 0;
31 if (str != null)
32 {
33 int len = str.Length - 1;
34 for (int i = 1; i <= len; i++)
35 {
36 string pre = str.Substring(0, i);
37 string post = str.Substring(str.Length - i, i);
38 if (pre == post)
39 cnt = cnt < i ? i : cnt;
40 }
41 }
42 return cnt;
43 }
44
45 /// <summary>
46 /// 计算给定字符串各个字符对应的偏移值
47 /// </summary>
48 private void GenerateOffsetArray()
49 {
50 if (string.IsNullOrEmpty(data))
51 return;
52 if (data.Length == 1)
53 return;
54 for (int i = 0; i < data.Length; i++)
55 {
56 string sub = data.Substring(0, i + 1);
57 int max = GetMaxPrefixPostfixLength(sub);
58 OffsetArray.Add(max);
59 }
60 }
61
62 /// <summary>
63 /// 从部分匹配表中，取出相应的值
64 /// </summary>
65 /// <param name="i"></param>
66 /// <returns></returns>
67 public int GetOffset(int i)
68 {
69 int val = 0;
70 if (OffsetArray.Count > i)
71 val = OffsetArray[i];
72 return val;
73 }
74
75 /// <summary>
76 /// 调试用的，打印计算结果
77 /// </summary>
78 public void PrintDic()
79 {
80 int cnt = data.Length;
81 for (int i = 0; i < cnt; i++)
82 {
83 System.Diagnostics.Debug.WriteLine("{0},{1}\n", data[i], OffsetArray[i]);
84 }
85 }
86 }
87 }
1 using System.Collections.Generic;
2
3 namespace KMPImplementation
4 {
5 /// <summary>
6 /// 该类实现了KMP匹配算法，以此在目标串中查找匹配模式的index
7 /// </summary>
8 public class KMPImplementation
9 {
10 private string pattern; // 记录模式
11 private string data;// 记录目标串
12 PartialMatchTable si;// 记录部分匹配表
13
14 /// <summary>
15 /// 在构造函数中，将异常的输入，如null，过滤处理
16 /// </summary>
17 /// <param name="dt">需要匹配的目标串</param>
18 /// <param name="ptn">匹配模式</param>
19 public KMPImplementation(ref string dt, string ptn)
20 {
21 si = new PartialMatchTable(ptn);
22 if (dt == null || ptn == null)
23 {
24 data = string.Empty;
25 pattern = string.Empty;
26 }
27 else
28 {
29 data = dt;
30 pattern = ptn;
31 }
32 }
33
34 /// <summary>
35 /// 查找目标串中的第一个匹配项的index
36 /// </summary>
37 /// <returns></returns>
38 public int FindFirstIndex()
39 {
40 int idx = -1;
41 int datalen = data.Length;
42 int patternlen = pattern.Length;
43 // 空串查找空串的情况
44 if (datalen == patternlen && patternlen == 0)
45 return 0;
46 // 对应目标串比模式短的情况，直接返回找不到，即是-1
47 if (datalen >= patternlen)
48 {
49 datalen = datalen - patternlen;
50 for (int i = 0; i <= datalen; )
51 {
52 for (int j = 0; j < patternlen; )
53 {
54 if (data[i + j] == pattern[j])// 模式与目标串的字符相同，继续比较下一个
55 {
56 j++;
57 if (j == patternlen)// 当模式的index指到了最后一个位置，表明查找到了
58 return i;
59 }
60 else// 当模式与目标串不匹配时
61 {
62 if (j == 0)// 如果第一个字符都不匹配，继续比较下一个位置
63 i++;
64 else
65 i += j - si.GetOffset(j - 1);// 如果已经发生了部分匹配，查找部分匹配表来确定，当前应该将目标串的index向后移动的量
66 break;
67 }
68 }
69 }
70 }
71 return idx;
72 }
73
74 /// <summary>
75 /// 查找目标串中的所有匹配项的index，以List形式返回
76 /// </summary>
77 /// <returns></returns>
78 public List<int> FindAllIndex()
79 {
80 List<int> list = new List<int>();
81 int datalen = data.Length;
82 int patternlen = pattern.Length;
83 // 空串查找空串的情况
84 if (datalen == patternlen && patternlen == 0)
85 {
86 list.Add(0);
87 return list;
88 }
89 // 对应目标串比模式短的情况，直接返回找不到，即是-1
90 if (datalen >= patternlen)
91 {
92 datalen = datalen - patternlen;
93 for (int i = 0; i <= datalen; )
94 {
95 for (int j = 0; j < patternlen; )
96 {
97 if (data[i + j] == pattern[j])// 模式与目标串的字符相同，继续比较下一个
98 {
99 j++;
100 if (j == patternlen)// 当模式的index指到了最后一个位置，表明查找到了
101 {
102 list.Add(i);
103 i++;
104 }
105 }
106 else// 当模式与目标串不匹配时
107 {
108 if (j == 0)// 如果第一个字符都不匹配，继续比较下一个位置
109 i++;
110 else
111 i += j - si.GetOffset(j - 1);// 如果已经发生了部分匹配，查找部分匹配表来确定，当前应该将目标串的index向后移动的量
112 break;
113 }
114 }
115 }
116 }
117 if (list.Count == 0)
118 list.Add(-1);
119 return list;
120 }
121 }
122 }
这里实现了两个方法，一个是查找第一个匹配项，一个是查找所有的匹配项，方便调用；但是，显而易见的是，两个方法有太多的相同的地方，可以再做一次抽象。懒病犯了，就没接着改进了。
时间： 2024-10-06 01:07:01