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kuangbin带你飞 KMP & 扩展KMP & Manacher总结(一)
阅读量:645 次
发布时间:2019-03-15

本文共 981 字,大约阅读时间需要 3 分钟。

KMP算法是字符串处理领域的重要算法,本文将从核心内容入手,全面解析其工作原理和应用场景。

KMP算法的主要功能包含三个方面:

  • 单个字符的匹配:这是KMP的基础功能,常见任务如寻找特定字符出现次数、记录首次出现位置等都可以通过这个模块实现。

  • 循环节处理:依赖于前面提到的next数组,这一模块能够识别字符串中的循环节并计算其长度和次数,这种能力在文本分析和模式识别中非常实用。

  • 前后缀问题处理:通过对next数组的迭代,KMP可以求解字符串的最长前缀、最长后缀以及前后的公共部分长度,这对于文本预处理和模式匹配有重要意义。

  • 核心算法解析

    初始化阶段

    • 对于输入字符串p(要寻找的子串),计算其next数组,将每个位置i的值初始化为-1,然后从左到右遍历字符串,构建next数组。
    • 当前字符j从左到右移动,当前匹配位置k-1开始。当字符匹配时,k更新为j;不匹配时,k跳转到next[k],直到找到一个可以匹配的位置或者k-1(即字符串开始处)。

    匹配阶段

    • 将字符串sp进行匹配。初始化指针ij分别开始遍历sp
    • 当字符匹配时,j前进,i跟随。若不匹配,j利用next数组跳转到更前一个位置,直到找到一个可以继续匹配的位置或者重新开始匹配。

    循环节检测

    • 当找出循环节时,i % (i - next[i]) == 0next[i] != 0时,满足循环条件。循环节长度即为i - next[i],循环次数为i / 循环节长度`。

    前后缀处理

    • 通过不断迭代next数组,可以获取字符i的最大前后缀匹配长度。如若找到next[i]为零,则结束循环,得到最长前缀。

    应用示例

    单个字符匹配:给定字符串s = "ababaababa"p = "a",

    • KMP算法能够计算出a的出现次数为10次。

    循环节检测:字符串s = "ababababa"

    • 计算得到循环节长度为6,循环次数为3

    前后缀问题:字符串s = "ababcabababab",

    • 最长前缀为"ab", 最长后缀为"cabab", 公共前后缀长度为"a"

    总结

    KMP算法通过预处理和高效匹配,解决了多种字符串处理问题。其核心思想在于next数组的构建和迭代,使得算法能够在线性时间内处理字符串操作。理解这一算法,对于 texts 数据处理、模式识别等领域至关重要,值得深入研究和实践。

    转载地址:http://fsfmz.baihongyu.com/

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