KMP 算法

应用场景-字符串匹配问题

字符串匹配问题：

1. 有一个字符串 str1= ““硅硅谷 尚硅谷你尚硅 尚硅谷你尚硅谷你尚硅你好””，和一个子串 str2=“尚硅谷你尚硅 你”
2. 现在要判断 str1 是否含有 str2, 如果存在，就返回第一次出现的位置, 如果没有，则返回-1

暴力匹配算法

如果用暴力匹配的思路，并假设现在 str1 匹配到 i 位置，子串 str2 匹配到 j 位置，则有:

1. 如果当前字符匹配成功（即 str1[i] == str2[j]），则 i++，j++，继续匹配下一个字符
2. 如果失配（即 str1[i]! = str2[j]），令 i = i - (j - 1)，j = 0。相当于每次匹配失败时，i 回溯，j 被置为 0。
3. 用暴力方法解决的话就会有大量的回溯，每次只移动一位，若是不匹配，移动到下一位接着判断，浪费了大量 的时间。(不可行!)
4. 暴力匹配算法实现.
5. 代码

package com.iflytek.kmp;public class ViolenceMach {    public static void main(String[] args) { //判断是否匹配成功 String str1 = "硅硅谷 尚硅谷你尚硅 尚硅谷你尚硅谷你尚硅你好"; String str2 = "尚硅谷你尚硅你~"; int index = violenceMatch(str1, str2); System.out.println("index=" + index);    }    // 暴力匹配算法实现    // 双重for循环不好使    public static int violenceMatch(String str1, String str2) { int n1 = str1.length(); int n2 = str2.length(); int i = 0;// i 索引指向 s1 int j = 0;// j 索引指向 s2 while (i < n1 && j < n2) {// 保证匹配时，不越界     //匹配 ok     if (str1.charAt(i) == str2.charAt(j)) {  i++;  j++;     }else {//没有匹配成功  i=i-(j-1);  j=0;     } } //判断是否匹配成功 if (j == str2.length()) {     return i - j; } else {     return 0; }    }}

KMP 算法介绍

1. KMP 是一个解决模式串在文本串是否出现过，如果出现过，最早出现的位置的经典算法
2. Knuth-Morris-Pratt 字符串查找算法，简称为 “KMP 算法”，常用于在一个文本串 S 内查找一个模式串 P 的 出现位置，这个算法由Donald Knuth、Vaughan Pratt、James H. Morris 三人于 1977 年联合发表，故取这 3 人的 姓氏命名此算法.
3. KMP 方法算法就利用之前判断过信息，通过一个 next 数组，保存模式串中前后最长公共子序列的长度，每次回溯时，通过 next 数组找到，前面匹配过的位置，省去了大量的计算时间
4. 参考资料：https://www.cnblogs.com/ZuoAndFutureGirl/p/9028287.html

KMP 算法最佳应用-字符串匹配问题

字符串匹配问题：

1. 有一个字符串 str1= “BBCABCDABABCDABCDABDE”，和一个子串 str2=“ABCDABD”
2. 现在要判断 str1 是否含有 str2, 如果存在，就返回第一次出现的位置, 如果没有，则返回-1
3. 要求：使用KMP 算法完成判断，不能使用简单的暴力匹配算法.
   思路分析图解
   
   
   
   

package com.iflytek.kmp;import java.util.Arrays;public class KMPAlgorithm {    public static void main(String[] args) { String str1 = "BBCABCDABABCDABCDABDE"; String str2 = "ABCDABD"; int[] next = kmpNext("ABCDABD"); System.out.println("next=" + Arrays.toString(next)); int index = kmpSearch(str1, str2, next); System.out.println("index=" + index);    }    /**     * 写出我们的 kmp 搜索算法     *     * @param str1 源字符串     * @param str2 子串     * @param next 部分匹配表, 是子串对应的部分匹配表     * @return 如果是-1 就是没有匹配到，否则返回第一个匹配的位置     */    public static int kmpSearch(String str1, String str2, int[] next) { //遍历 for (int i = 0, j = 0; i < str1.length(); i++) {     //需要处理 str1.charAt(i) ！= str2.charAt(j), 去调整 j 的大小     // KMP 算法核心点, 可以验证...     while (j > 0 && str1.charAt(i) != str2.charAt(j)) {  j=next[j-1];     }     if (str1.charAt(i)==str2.charAt(j)){  j++;     }     if (j==str2.length()){  return i-j+1;     } } return -1;    }    //获取到一个字符串(子串) 的部分匹配值表    public static int[] kmpNext(String dest) { //创建一个 next 数组保存部分匹配值 int[] next = new int[dest.length()]; next[0] = 0;//如果字符串是长度为 1 部分匹配值就是 0 for (int i = 1, j = 0; i < dest.length(); i++) {     //当 dest.charAt(i) != dest.charAt(j) ，我们需要从 next[j-1]获取新的 j     // 直到我们发现 有 dest.charAt(i) == dest.charAt(j)成立才退出     // 这时 kmp 算法的核心点     while (j > 0 && dest.charAt(i) != dest.charAt(j)) {  j = next[j - 1];     }     //当 dest.charAt(i) == dest.charAt(j) 满足时，部分匹配值就是+1     if (dest.charAt(i) == dest.charAt(j)) {  j++;     }     next[i] = j; } return next;    }}

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