《数据结构》之串的模式匹配算法——KMP算法

 1 //串的模式匹配算法
 2 //KMP算法，时间复杂度为O(n+m)
 3 #include <iostream>
 4 #include <string>
 5 #include <cstring>
 6 using namespace std;
 7
 8 //-----串的定长顺序存储结构-----
 9 #define MAXLEN 255    //串的最大长度
10 typedef struct {
11     char ch[MAXLEN + 1];    //存储串的一维数组
12     int length;    //串的当前长度
13 }SString;
14
15 int Next[MAXLEN + 1];
16 int nextval[MAXLEN + 1];
17
18 int Index_KMP1(SString S, SString T, int pos)
19 {//利用模式串T的Next函数求T在主串S中的第pos个字符之后的位置
20  //其中，T非空，1<=pos<=S.length
21     int i = pos, j = 1;
22     while (i <= S.length && j <= T.length)    //两个串均未比较到串尾
23     {
24         if (j == 0 || S.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; }    //继续比较后继字符
25         else j = Next[j];    //模式串向右移动
26     }
27     if (j > T.length) return i - T.length;    //匹配成功
28     else return 0;    //匹配失败
29 }
30
31 int Index_KMP2(SString S, SString T, int pos)
32 {
33     int i = pos, j = 1;
34     while (i <= S.length && j <= T.length)
35     {
36         if (j == 0 || S.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; }
37         else j = nextval[j];
38     }
39     if (j > T.length) return i - T.length;
40     else return 0;
41 }
42
43 void get_next(SString T, int Next[])
44 {//求模式串T的Next函数值并存入数组Next
45     int i = 1, j = 0;
46     Next[1] = 0;
47     while (i < T.length)
48     {
49         if (j == 0 || T.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; Next[i] = j; }
50         else j = Next[j];
51     }
52 }
53
54 void get_nextval(SString T, int nextval[])
55 {//求模式串T的Next函数修正值并存入数组nextval
56     int i = 1, j = 0;
57     nextval[1] = 0;
58     while (i < T.length)
59     {
60         if (j == 0 || T.ch[i] == T.ch[j])
61         {
62             ++i; ++j;
63             if (T.ch[i] != T.ch[j]) nextval[i] = j;
64             else nextval[i] = nextval[j];
65         }
66         else j = nextval[j];
67     }
68 }
69
70 int main()
71 {
72     SString A, B;
73     A.ch[0] = B.ch[0] = ‘ ‘;
74     while (scanf("%s%s", A.ch + 1, B.ch + 1) == 2)
75     {
76         A.length = strlen(A.ch + 1);
77         B.length = strlen(B.ch + 1);
78         get_next(B, Next);
79         get_nextval(B, nextval);
80         //修正之后匹配更快，结果相同
81         int ans1 = Index_KMP1(A, B, 1), ans2 = Index_KMP2(A, B, 1);
82         printf("%d\t%d\n", ans1, ans2);
83     }
84     return 0;
85 }