串的模式匹配
字符串的模式匹配
字符串的模式匹配前⾔：记得⼤⼆学习字符串匹配也只是把书上的伪代码看懂，原理搞明⽩，也就没有亲⾃去实现代码，⽽且⾃⼰也不是搞算法的，所以偶尔做题也很少遇到字符串匹配题，上次考试很尴尬遇到了这种题，虽然知道考的啥，但是写不出代码，很是尴尬，所以今天就花点时间把知识回顾⼀下，并把代码实现。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1：模式匹配模式匹配(Pattern Matching) 即⼦串定位运算（Index函数）。
算法⽬的：确定主串中所含⼦串第⼀次出现的位置（定位） ——即如何实现 Index(S,T,pos)函；初始条件：串S和T存在，T是⾮空串，1≤pos≤StrLength(s) 操作结果：若主串S中存在和串T值相同的⼦串，则返回它在主串S中第pos个字符之后第⼀次出现的位置；否则函数值为0。
注：S称为被匹配的串，T称为模式串。
若S包含串T，则称“匹配成功”。
否则称 “匹配不成功” 。
常见的两种算法：BF算法（⼜称古典或经典的、朴素的、穷举的）KMP算法（特点：速度快）2：BF算法① BF算法设计思想：将主串的第pos个字符和模式的第1个字符⽐较，若相等，继续逐个⽐较后续字符；若不等，从主串的下⼀字符（pos+1）起，重新与第⼀个字符⽐较。
直到主串的⼀个连续⼦串字符序列与模式相等。
返回值为S中与T匹配的⼦序列第⼀个字符的序号，即匹配成功。
否则，匹配失败，返回值 0 .BF算法的伪代码：算法C++实现1 #include<bits/stdc++.h>23using namespace std;4int BF(string a,int stra,string b,int strb)5 {6int i=0;7int j=0;8while(i<stra && j<strb) 9 {10if(a[i]==b[j])11 {12 i++;13 j++;14 }15else16 {17 i=i-j+1;18 j=0;19 }20 }21if(j>=strb){22 cout << "匹配成功"; 23return i-strb;24 } else25 {26 cout << "匹配失败"; 27return0;28 }29 }30int main()31 {32string a,b;33 cin >> a >> b;34int stra=a.length(); 35int strb=b.length(); 36 BF(a,stra,b,strb);37return0;38 }3：KMP算法算法C++实现1 #include<bits/stdc++.h>23using namespace std;4int next[1000];5void get_next(string str,int stra)6 {7int i=1;8 next[1]=0;9int j=0;10while(i<stra)11 {12if(j==0 || str[i]==str[j])13 {14 ++i;15 ++j;16 next[i]=j;17 }else18 {19 j=next[j];20 }21 }22 }2324int KMP(string a,int stra,string b,int strb) 25 {26int j=1;27int i=0;28while(i<stra && j<=strb)29 {30if(j==0 || a[i]==b[j-1] ){31 i++;32 j++;33 }34else35 {36 j=next[j];37 }38 }39if(j>strb) {40 cout << "匹配成功" << endl;41return i-strb;42 }else43 {44 cout << "匹配失败" << endl;45return -1;46 }47 }48int main()49 {50 memset(next,0,sizeof(next));51string a,b;52 cin >> a >> b;53int stra=a.length();54int strb=b.length();55 get_next(b,strb);56int m=KMP(a,stra,b,strb);57if(m!=-1)58 {59 cout << "匹配的位置在" << m << endl;60 }61return0;62 }。
串的模式匹配算法
串串（String）又叫做字符串，是一种特殊的线性表的结构，表中每一个元素仅由一个字符组成。
随着计算机的发展，串在文字编辑、词法扫描、符号处理以及定理证明等诸多领域已经得到了越来越广泛的应用。
第一节串的定义和表示1、串的逻辑结构定义串是由零个到任意多个字符组成的一个字符序列。
一般记为：S=’ a1a2a3……a n’(n>=0)其中S为串名，序列a1a2a3……a n为串值，n称为串的长度，我们将n=0的串称为空串(null string)。
串中任意一段连续的字符组成的子序列我们称之为该串的子串，字符在序列中的序号称为该字符在串中的位置。
在描述中，为了区分空串和空格串(s=‘’)，我们一般采用来表示空串。
2、串的基本操作串一般包含以下几种基本的常用操作：1、length(S)，求S串的长度。
2、delete(S,I,L)，将S串从第I位开始删除L位。
3、insert(S,I,T)，在S的第I位之前插入串T。
4、str(N,S)，将数字N转化为串S。
5、val(S,N,K)，将串S转化为数字N；K的作用是当S中含有不为数字的字符时，K记录下其位置，并且S没有被转化为N。
3、串的储存结构一般我们采用以下两种方式保存一个串：1、字符串类型，描述为：const n=串的最大长度type strtype=string[n]这里由于tp的限制，n只能为[1..255]。
在fp或者delphi中，我们还可以使用另外一种类型，描述为：const n=串的最大长度type strtype=qstring[n]这里的n就没有限制了，只要空间允许，开多大都可以。
2、数组来保存，描述为：const n=串的最大长度type strtype=records:array[1..n] of char;len:0..n;end;第二节模式匹配问题与一般的线性表不同，我们一般将串看成一个整体，它有一种特殊的操作——模式匹配。
多模式串匹配算法详解
多模式串匹配算法详解随着计算机技术的不断发展，我们的生活已经离不开计算机了。
计算机技术也在不断完善和发展，其中算法是计算机科学的基础之一。
在计算机科学中，字符串匹配是一个非常重要的问题，而多模式串匹配算法就是解决字符串匹配问题的一种方法。
一、什么是多模式串匹配算法多模式串匹配算法是指在一个文本串中查找多个模式串的匹配位置。
举个例子，如果我们想在一段英文文章中查找“apple”、“banana”和“pear”这三个单词的位置，那么就可以使用多模式串匹配算法。
在这个例子中，文本串就是整篇文章，而“apple”、“banana”和“pear”就是模式串。
二、常见的多模式串匹配算法1.基于Trie树的多模式串匹配Trie树是一种树形数据结构，它是一种有序树，用于保存关联数组，其中键通常是字符串。
Trie树的基本思想是将字符串拆分成单个字符，然后构建一棵树，使得每个节点代表一个字符，从根节点到叶子节点组成的字符串就是一个完整单词。
构建出Trie 树之后，就可以使用类似深度优先搜索的方法，在Trie树上查找所有匹配的字符串。
2.基于AC自动机的多模式串匹配AC自动机是一种自动机算法，它是基于Trie树的改进。
AC自动机可以在O(n)的时间复杂度内找出文本串中所有出现在模式串集合中的模式串出现的位置。
就算是在模式串集合非常大的情况下，AC自动机依然可以保持良好的时间复杂度。
所以AC自动机是一种非常高效的多模式串匹配算法。
三、多模式串匹配算法的应用多模式串匹配算法的应用非常广泛，下面列举一些常见的应用场景。
1.搜索引擎搜索引擎需要快速地查找网页中的关键词，并列出所有相关的网页。
多模式串匹配算法可以帮助搜索引擎实现这个功能。
2.文本编辑器文本编辑器需要在用户输入时提示相关的自动补全单词和拼写纠错。
多模式串匹配算法可以根据用户输入的前缀，返回与之最相似的单词。
3.网络安全网络安全中常常需要检测恶意代码和病毒。
多模式串匹配算法可以帮助检测这些恶意代码和病毒。
串的模式匹配算法
串的模式匹配算法字符串模式匹配是计算机科学中一种常用的算法。
它是一种检索字符串中特定模式的技术，可以用来在字符串中查找相应的模式，进而完成相应的任务。
字符串模式匹配的基本思想是，用一个模式串pattern去匹配另一个主串text，如果在text中找到和pattern完全匹配的子串，则该子串就是pattern的匹配串。
字符串模式匹配的过程就是在text中搜索所有可能的子串，然后比较它们是否和pattern完全匹配。
字符串模式匹配的算法有很多，其中著名的有暴力匹配算法、KMP算法、BM算法和Sunday算法等。
暴力匹配算法是最简单也是最常用的字符串模式匹配算法，其思想是从主串的某一位置开始，依次比较pattern中每一个字符，如果某个字符不匹配，则从主串的下一位置重新开始匹配。
KMP算法（Knuth-Morris-Pratt算法）是一种更为高效的字符串模式匹配算法，它的特点是利用了已匹配过的字符的信息，使搜索更加有效。
它的实现思想是，在pattern中先建立一个next数组，next数组的值代表pattern中每个字符前面的字符串的最大公共前缀和最大公共后缀的长度，这样可以在主串和模式串匹配失败时，利用next数组跳转到更有可能匹配成功的位置继续搜索，从而提高字符串模式匹配的效率。
BM算法（Boyer-Moore算法）也是一种高效的字符串模式匹配算法，它的实现思想是利用主串中每个字符最后出现的位置信息，以及模式串中每个字符最右出现的位置信息来跳转搜索，从而减少不必要的比较次数，提高搜索效率。
Sunday算法是一种简单而高效的字符串模式匹配算法，它的实现思想是，在主串中搜索时，每次从pattern的最右边开始比较，如果不匹配，则根据主串中下一个字符在pattern中出现的位置，将pattern整体向右移动相应位数，继续比较，这样可以减少不必要的比较次数，提高算法的效率。
字符串模式匹配算法的应用非常广泛，它可以用来查找文本中的关键字，检查一个字符串是否以另一个字符串开头或结尾，查找文本中的模式，查找拼写错误，检查字符串中是否包含特定的字符等。
计算机基础知识：串的基本运算——子串定位
计算机基础知识：串的基本运算——子串定位【导语】在事业单位考试中，计算机专业知识的复习向来是考生复习备考阶段的一大重点，其中中公事业单位考试网为计算机基础知识的复习为考生提供知识点梳理，帮助考生备考!串定位运算也称串的模式匹配。
所谓模式匹配，就是判断某个串是否是另一个已知串的子串。
如果是其子串，则给出该子串的起始位置。
如果不是，则给出不是的信息(-1)。
设有一母串s和一子串s1，判断母串s中是否包含子串s1。
其判断的基本方法是: 从母串s中的第一个字符开始，按s1子串的长度s1.len，与s1子串中的字符依次对应比较。
若不匹配，则再从s串中的第二个字符开始，仍按s1子串的长度s1.len，与s1子串中的字符依次对应比较。
如此反复进行比较。
直到匹配成功或者母串s中剩余的字符少于s1的长度为止。
若匹配成功，则返回s1串在s串中的位置。
若匹配不成功，则返回函数值-1。
【更多相关考试备考资料和最新公告等请点击山西事业单位考试网查看！】（/shanxisheng/）int match(STRING s, STRING s1) /*子串定位运算*/{ int i,j,k;i=0;while(i<=s.len-s1.len) /*i为s串中字符的位置*/{/*该循环执行到s串中剩余长度不够比较时为止*/j=i; /*j用作临时计数变量*/k=0; /*用k控制比较的长度小于s1.len*/while((k{ j=j+1;k=k+1;}if(k==s1.len) /*比较成功，返回i的位置*/return(i);else /*比较不成功，从s串中下一个字符继续比较*/i=i+1;}return(-1); /*比较结束时，未找到匹配字符串，返回-1*/}以上是中公事业单位考试网为考生梳理计算机基础知识点，供大家学习识记! 相关推荐：山西事业单位近期考试汇总。
简述串的模式匹配原理
简述串的模式匹配原理嘿，咱聊聊串的模式匹配原理呗！这串的模式匹配，听着挺神秘，其实也不难理解。
就像在一堆宝藏里找宝贝。
啥是串的模式匹配呢？简单说，就是在一个大字符串里找一个小字符串。
这就像在一片大海里找一条小鱼。
你得有办法才能找到它。
比如说，你想在一篇文章里找一个特定的词，这就是串的模式匹配。
那怎么找呢？有好几种方法呢。
一种是暴力匹配。
这就像一个愣头青，一个一个地比对。
从大字符串的开头开始，一个字符一个字符地和小字符串比对。
如果不一样，就往后移一个字符，继续比对。
这就像在一堆沙子里找一颗小石子，得一颗一颗地找。
虽然有点笨，但是有时候也能管用。
还有一种是KMP 算法。
这就像一个聪明的侦探，有自己的一套方法。
它会先分析小字符串的特点，然后根据这些特点来快速匹配。
比如说，如果在比对的过程中发现不一样了，它不会像暴力匹配那样从头开始，而是根据之前的分析，直接跳到合适的位置继续比对。
这就像你知道了宝藏的线索，就能更快地找到宝藏。
串的模式匹配有啥用呢？用处可大了。
比如说，在文本编辑软件里，你想查找一个特定的词或者句子，就用到了串的模式匹配。
还有在搜索引擎里，也是用串的模式匹配来找到你想要的信息。
这就像你有一把神奇的钥匙，能打开知识的大门。
你说要是没有串的模式匹配，那会咋样呢？那找东西可就麻烦了。
就像在一个乱七八糟的房间里找东西，没有头绪，得翻个底朝天。
有了串的模式匹配，就像有了一个指南针，能让你更快地找到你想要的东西。
总之，串的模式匹配就像一个神奇的工具，能在大字符串里找到小字符串。
咱可得好好理解它，让它为我们的生活带来更多的便利。
串的模式匹配算法
/* 在目标串s中找模式串t首次出现的位置，若不存在返回0。采用定长顺序
存储结构第二种方式存放串S和串T */
{
int i,j;
for(i=1,j=1;i<=s.length&&j<=t.length;)
{if(s.ch[i-1]==t.ch[j-1])
{i++;j++;}
/*字符比较成功，继续比较后续字符*/
设有两个串S和T，其中： S="s1s2s3…sn" T="t1t2t3…tm"（1≤m≤n，通常有m＜n）
模式匹配算法的基本思想是：用T中字符依次与S中 字符比较：从S中的第一个字符(i=1)和T中第一个字 符( j=1)开始比较，如果s1＝t1，则i和j各加1，继续 比较后续字符，若s1＝t1，s2＝t2，…，sm＝tm， 返回1；否则，一定存在某个整数j(1≤j≤m)使得si≠tj ，即第一趟匹配失败，一旦出现这种情况，立即中断 后面比较，将模式串T向右移动一个字符执行第二趟 匹配步骤，即用T中第一个字符( j=1)与S中的第2个字 符(i=2)开始依次比较；
数据结构
串的模式匹配算法
基本的模式匹配算法
子串定位操作又称为串的模式匹配(Pattern Matching)或串匹配，该操作是各种串处理系统中的 重要操作之一 。
子串定位操作是要在主串中找出一个与子串相同的 子串。一般将主串称为目标串，子串称之为模式串。 设S为目标串，T为模式串，把从目标串S中查找模式串 T的过程成为“模式匹配”。匹配的结果有两种：如果 S中有模式为T的子串，则返回该子串在S中的位置，若 S中有多个模式为T的子串时，则返回的是模式串T在S 中第一次出现的位置，这种情况称匹配成功；否则，称 为匹配失败。
实现顺序串的各种模式匹配算法
实现顺序串的各种模式匹配算法序号一：引言实现顺序串的各种模式匹配算法是一项重要而复杂的任务。
在计算机科学领域，这一问题一直备受关注，因为它涉及到如何高效地在一个文本中找到一个模式的出现。
通过使用不同的算法和数据结构，我们可以在实际应用中更有效地实现字符串匹配。
在本文中，我们将深入探讨各种模式匹配算法，包括它们的原理、优缺点以及适用场景，以便读者能够更全面地理解和应用这些算法。
序号二：模式匹配算法的基本原理在开始讨论不同的模式匹配算法之前，让我们先了解一下模式匹配的基本原理。
模式匹配是指在一个文本串中查找一个模式串的过程。
具体来说，我们需要在文本串中以每一个位置为起点，依次比较模式串和文本串的对应字符，从而确定模式串是否出现在文本串中。
这个过程类似于在一本书中找到特定章节的名字，只不过在计算机中我们需要以更快的速度完成这一任务。
序号三：常见的模式匹配算法及其优缺点在实际应用中，有许多不同的模式匹配算法可供选择。
其中，最常见的包括朴素匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore算法、Rabin-Karp 算法等。
每种算法都有其独特的优缺点，以适应不同的应用场景。
朴素匹配算法是一种简单直观的算法，它从文本串的每一个位置开始和模式串进行匹配，直到找到匹配或者遍历完整个文本串为止。
这种算法的优点是实现简单，但是对于大规模文本串和模式串来说效率较低。
KMP算法是一种高效的模式匹配算法，它利用了模式串自身的特点来快速匹配文本串。
通过构建部分匹配表，KMP算法可以在匹配过程中跳过一些已经匹配过的位置，从而提高匹配的效率。
其主要缺点是需要额外的空间来存储部分匹配表，因此在内存有限的场景下可能不适用。
Boyer-Moore算法是另一种经典的模式匹配算法，它通过利用模式串和文本串之间的信息来跳过一些不可能匹配的位置，从而减少比较次数。
这使得Boyer-Moore算法在最坏情况下的时间复杂度较低，适用于大规模文本串和模式串的匹配。
数据结构—串的模式匹配
数据结构—串的模式匹配数据结构—串的模式匹配1.介绍串的模式匹配是计算机科学中的一个重要问题，用于在一个较长的字符串（称为主串）中查找一个较短的字符串（称为模式串）出现的位置。
本文档将详细介绍串的模式匹配算法及其实现。
2.算法一：暴力匹配法暴力匹配法是最简单直观的一种模式匹配算法，它通过逐个比较主串和模式串的字符进行匹配。
具体步骤如下：1.从主串的第一个字符开始，逐个比较主串和模式串的字符。
2.如果当前字符匹配成功，则比较下一个字符，直到模式串结束或出现不匹配的字符。
3.如果匹配成功，返回当前字符在主串中的位置，否则继续从主串的下一个位置开始匹配。
3.算法二：KMP匹配算法KMP匹配算法是一种改进的模式匹配算法，它通过构建一个部分匹配表来减少不必要的比较次数。
具体步骤如下：1.构建模式串的部分匹配表，即找出模式串中每个字符对应的最长公共前后缀长度。
2.从主串的第一个字符开始，逐个比较主串和模式串的字符。
3.如果当前字符匹配成功，则继续比较下一个字符。
4.如果当前字符不匹配，则根据部分匹配表的值调整模式串的位置，直到模式串移动到合适的位置。
4.算法三：Boyer-Moore匹配算法Boyer-Moore匹配算法是一种高效的模式匹配算法，它通过利用模式串中的字符出现位置和不匹配字符进行跳跃式的匹配。
具体步骤如下：1.构建一个坏字符规则表，记录模式串中每个字符出现的最后一个位置。
2.从主串的第一个字符开始，逐个比较主串和模式串的字符。
3.如果当前字符匹配成功，则继续比较下一个字符。
4.如果当前字符不匹配，则根据坏字符规则表的值调整模式串的位置，使模式串向后滑动。
5.算法四：Rabin-Karp匹配算法Rabin-Karp匹配算法是一种基于哈希算法的模式匹配算法，它通过计算主串和模式串的哈希值进行匹配。
具体步骤如下：1.计算模式串的哈希值。
2.从主串的第一个字符开始，逐个计算主串中与模式串长度相同的子串的哈希值。
串串的模式匹配
Brute-Force简称为BF算法，亦称简朴匹配算法。采用穷 举旳思绪。
s: a a a a b c d t: a ab bac cab bc c ✓
匹配成功
算法旳思绪是从s旳每一种字符开始依次与t旳字符进行匹配。
1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
j
0
1
2
3
4
t[j]
a
a
a
a
b
next[j] -1
0
1
2
3
01 2 34 5678
s: a a a b a a a a b
i=3 j=1
t: a a a a b
01 23 4
失败：
i=3 j=1，j=next[1]=0
20
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
j
0
1
2
3
4
t[j]
a
a
a
a
b
next[j] -1
将s[i]与 将s[i+1]与 t[0]匹配 t[0]匹配
因为t[3]=t[2]=t[1]=t[0]='a' 是不必要旳
i=3
i=3
j=3
j=-1
23
将next改为nextval： 文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
j
0
1
2
t[j]
a
a
a
next[j]
-1
0
1
nextval[j]
-1
-1
-1
01 23
s: a a a b
aaab
t: a a b
模式匹配算法研究
模式匹配算法研究一、引言模式匹配是指在一段文本中查找某个字符串（模式）的位置。
在实际应用中，模式匹配是一个非常重要的问题，例如字符串匹配、图像识别等都需要进行模式匹配。
本文将介绍几种常见的模式匹配算法，并且分别进行分析和比较。
二、暴力匹配算法暴力匹配算法也称为朴素匹配算法，是一种非常简单粗暴的算法，其思想就是对于文本串中的每一个位置，都和模式串进行比较。
具体实现如下：1. 从文本串的第一个位置开始，同模式串的第一个位置比较，如果匹配则继续比较下一个位置。
2. 如果不匹配，则从文本串的下一个位置重新开始与模式串比较。
3. 如果已经比较完整个模式串，则说明匹配成功。
这种算法的时间复杂度是$O(mn)$，其中$m$, $n$分别表示模式串和文本串的长度。
三、KMP算法KMP算法是一种比暴力匹配算法更优秀的算法，其核心思想是利用匹配失败后的信息，尽可能减少比较次数。
具体实现如下：1. 首先构建一个模式串的前缀表，即利用模式串中前缀和后缀的匹配来确定每个字符匹配失败之后应该移动的位数。
2. 在匹配过程中，对于一个匹配失败的位置$j$，其应该移动的位数是$k$, 这个$k$可以根据前缀表快速确定。
3. 我们只需要将文本串的位置向右移动（$k$+1）个位置继续比较即可。
KMP算法的时间复杂度是$O(m+n)$，其中$m$, $n$分别表示模式串和文本串的长度。
四、Boyer-Moore算法Boyer-Moore算法是一种在平均情况下比KMP算法更快的模式匹配算法，其核心思想是从模式串的末尾开始匹配。
具体实现如下：1. 首先计算出每个字符最后出现的位置，利用这个信息可以将模式串从尾部向前移动更多的位数。
2. 在匹配过程中，从模式串的末尾开始向前匹配，如果遇到不匹配的位置，就将模式串向后移动多个位数，具体的位数可以根据字符表和已匹配的子串决定。
3. 如果模式串的任意一个位置移动到负数位置，那么就认为匹配失败，需要重新从文本串的下一个位置开始匹配。
串的模式匹配算法
(2) Brute-Force算法的实现
int BFIndex(DString S, int start, DString T) {
int i = start, j = 0, v; while(i < S.length && j < T.length) {
if(S.str[i] == T.str[j]) {
串的模式匹配算法
串的查找操作也称做串的模式匹配操作，其中 Brute-Force算法和KMP算法是两种最经常使用的顺序 存储结构下的串的模式匹配算法。
1、 Brute-Force算法
(1)Brute-Force算法的设计思想：
将主串S的第一个字符和模式T的第1个字符比较， 若相等，继续逐个比较后续字符； 若不等，从主串S的下一字符起，重新与T第一个字符比较。 直到主串S的一个连续子串字符序列与模式T相等。返回值为S中与T匹配的子序列 第一个字符的序号，即匹配成功。 否则，匹配失败，返回值 –1。
最好的情况是：一配就中！主串的前m个字符刚好等于模式串 的 m个字符，只比较了m次，时间复杂度为O(m)。
最恶劣情况是：模式串的前m-1个字符序列与主串的相应字符序 列比较总是相等，但模式串的第m个字符和主串的相应字符 比较总是不等，此时模式串的m个字符序列必须和主串的相 应字符序列块一共比较n-m+1，所以总次数为:m*(n-m+1), 因此其时间复杂度为O(n×m)。
此时若模式串中不存在可相互重叠的真子串，则说明在模式串t0t1…tj-1”中不 存在任何以t0为首字符的字符串与“si-jsi-j+1…si-1”中以si-1为末字符的字符串匹 配，下一次可直接比较si和t0。
第3章 蛮力法——串的模式匹配
模式匹配——BF算法
例：主串S="ababcabcacbab"，模式T="abcac"
i
第 5 趟
a b a b c a b c a c b a b a b c a c
j
i=5，j=1失败 i回溯到6，j回溯到1
模式匹配——BF算法
例：主串S="ababcabcacbab"，模式T="abcac"
i i i i i
第 3 趟
a b a b c a b c a c b a b a b c a c
j j j j j
i=7，j=5失败 i回溯到4，j回溯到1
模式匹配——BF算法
例：主串S="ababcabcacbab"，模式T="abcac"
i
第 3 趟
a b a b c a b c a c b a b a b c a c
k
算法3.4——KMP算法中求next数组
void GetNext(char T[ ], int next[ ]) { 位置j 1 2 3 4 5 next[1]=0; j=1; k=0; 模式串 a b c a c while (j<T[0]) if ((k= =0)| |(T[j]= =T[k])) j next[j] { j++; 1 0 k++; 2 1 next[j]=k; 3 1 } 4 1 else k=next[k]; } 5 2
next数组的求解方法是： 1、第一位的next值为0，第二位的next值为1，
2、第三位开始首先将当前位的前一位字符与其next值 对应的字符进行比较， 相等:则该位的next值就是前一位的next值加上1；
简述串的模式匹配算法概念
简述串的模式匹配算法概念
串的模式匹配算法是指在一个较长的字符串中寻找一个较短的模式字符串是否出现的一种算法。
常见的串的模式匹配算法包括朴素模式匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore算法和Rabin-Karp算法等。
朴素模式匹配算法是一种简单的模式匹配算法，它从主串的第一个字符开始逐个字符与模式串进行比较，如果发现不匹配，则主串的比较位置向后移动一位，并重新与模式串的第一个字符进行比较。
这个过程一直重复直到找到匹配的位置或主串遍历完毕。
KMP算法是一种高效的模式匹配算法，它利用模式串中的重复信息避免无效的比较。
KMP算法先对模式串进行预处理，生成一个部分匹配表（即next数组），然后根据该表的信息进行匹配。
当发生不匹配时，KMP算法通过查找部分匹配表中的值来决定模式串的移动位置，从而避免了不必要的比较操作，提高匹配的效率。
Boyer-Moore算法是一种更加高效的模式匹配算法，它利用了模式串中的字符出现位置进行快速的移动。
Boyer-Moore算法从主串的末尾开始比较，遇到不匹配的字符时，根据模式串中的字符出现位置，选择合适的位移量进行移动。
这样可以快速地将模式串与主串对齐，减少不必要的比较次数。
Rabin-Karp算法是一种基于哈希的模式匹配算法，它利用哈希函数对子串进行哈希运算，并与模式串的哈希值进行比较，从
而确定是否匹配。
Rabin-Karp算法通过将字符串转化为数值进行比较，避免了字符比较的开销，提高了匹配的效率。
但是Rabin-Karp算法可能出现哈希冲突的情况，需要额外的处理。
这些模式匹配算法的思想不同，适用于不同的场景和问题，选择合适的算法可以提高模式匹配的效率。
实验三-串的模式匹配
实验三串的模式匹配一、实验目的1．利用顺序结构存储串，并实现串的匹配算法。
2．掌握简单模式匹配思想，熟悉KMP算法。
二、实验要求1．认真理解简单模式匹配思想，高效实现简单模式匹配；2．结合参考程序调试KMP算法，努力算法思想；3．保存程序的运行结果，并结合程序进行分析。
三、实验内容1、通过键盘初始化目标串和模式串，通过简单模式匹配算法实现串的模式匹配，匹配成功后要求输出模式串在目标串中的位置；2、参考程序给出了两种不同形式的next数组的计算方法，请完善程序从键盘初始化一目标串并设计匹配算法完整调试KMP算法，并与简单模式匹配算法进行比较。
四、程序流程图、算法及运行结果3-1#include <stdio.h>#include <string.h>#define MAXSIZE 100int StrIndex_BF(char s[MAXSIZE],char t[MAXSIZE]){int i=1,j=1;while (i<=s[0] && j<=t[0] ){if (s[i]==t[j]){i++;j++;}else {i=i-j+2;j=1;}}if (j>t[0])return (i-t[0]);elsereturn -1;}int main(){char s[MAXSIZE];char t[MAXSIZE];int answer, i;printf("S String -->\n ");gets(s);printf("T String -->\n ");gets(t);printf("%d",StrIndex_BF(s,t)); /*验证*/if((answer=StrIndex_BF(s,t))>=0){printf("\n");printf("%s\n", s);for (i = 0; i < answer; i++)printf(" ");printf("%s", t);printf("\n\nPattern Found at location:%d\n", answer); }elseprintf("\nPattern NOT FOUND.\n");getch();return 0;}3-2#include <stdio.h>#include <string.h>#define MAXSIZE 100void get_nextval(unsigned char pat[],int nextval[]){int length = strlen(pat);int i=1;int j=0;nextval[1]=0;while(i<length){if(j==0||pat[i-1]==pat[j-1]){++i;++j;if(pat[i-1]!=pat[j-1]) nextval[i]=j;else nextval[i]=nextval[j];}else j=nextval[j];}}int Index_KMP(unsigned char text[], unsigned char pat[],int nextval[]) {int i=1;int j=1;int t_len = strlen(text);int p_len = strlen(pat);while(i<=t_len&&j<=p_len){if(j==0||text[i-1]==pat[j-1]){++i;++j;}else j=nextval[j];}if(j>p_len) return i-1-p_len;else return -1;}int main(){unsigned char text[MAXSIZE];unsigned char pat[MAXSIZE];int nextval[MAXSIZE];int answer, i;printf("\nBoyer-Moore String Searching Program"); printf("\n====================================");printf("\n\nText String --> ");gets(text);printf( "\nPattern String --> ");gets(pat);get_nextval(pat,nextval);if((answer=Index_KMP(text, pat,nextval))>=0){printf("\n");printf("%s\n", text);for (i = 0; i < answer; i++)printf(" ");printf("%s", pat);printf("\n\nPattern Found at location %d\n", answer); }elseprintf("\nPattern NOT FOUND.\n");getch();return 0;}3-3#include "stdio.h"void GetNext1(char *t,int next[]){int i=1,j=0;next[1]=0;while(i<=9){if(j==0||t[i]==t[j]){++i; ++j; next[i]=j; }elsej=next[j];}}void GetNext2(char *t , int next[]){int i=1, j = 0;next[1]= 0;while (i<=9){while (j>=1 && t[i] != t[j] )j = next[j];i++; j++;if(t[i]==t[j]) next[i] = next[j];else next[i] = j; }}void main(){char *p="abcaababc";int i,str[10];GetNext1(p,str);printf("Put out:\n");for(i=1;i<10;i++)printf("%d",str[i]);GetNext2(p,str);printf("\n");for(i=1;i<10;i++)printf("%d",str[i]);printf("\n");getch();}.。
三种模式匹配算法的比较和分析
三种模式匹配算法的比较和分析在计算机科学中，模式匹配是指在一个较大的文本串中查找一个较小的模式串。
模式匹配算法的目标是找到模式串在文本串中的位置，或者确定模式串是否在文本串中出现。
模式匹配在很多应用中都有广泛的应用，例如字符串匹配、文本、图像处理等领域。
常见的模式匹配算法有三种：朴素算法、KMP算法和Boyer-Moore算法。
下面将对这三种算法进行比较和分析。
1.朴素算法：朴素算法又称为暴力算法，是一种简单直接的模式匹配算法。
它的基本思想是从文本串的第一个字符开始，逐个比较文本串和模式串的字符，如果字符不匹配则向右移动一位，继续比较下一个字符。
朴素算法的时间复杂度为O(m*n)，其中m为文本串的长度，n为模式串的长度。
朴素算法的优点是实现简单，不需要额外的空间。
但是朴素算法的性能较低，当文本串和模式串都很长时，需要进行大量的字符比较，效率较低。
2.KMP算法：KMP算法是一种改进的模式匹配算法，它利用了模式串自身的信息来加快匹配过程。
KMP算法的核心思想是利用已经匹配过的信息，尽量减少无效的比较。
KMP算法通过建立一个模式串的前缀表，记录模式串中每个位置的最长可匹配前缀子串的长度。
在匹配过程中，当遇到不匹配的字符时，根据前缀表中的信息，将模式串移动到一个合适的位置，继续匹配。
KMP算法的时间复杂度为O(m+n)，其中m为文本串的长度，n为模式串的长度。
KMP算法利用了模式串自身的信息，避免了不必要的字符比较，因此相对于朴素算法，它具有更高的匹配效率。
3. Boyer-Moore算法：Boyer-Moore算法是一种高效的模式匹配算法，经常被应用于大规模数据的。
Boyer-Moore算法利用了模式串和文本串中的字符比较结果，通过适当的移动算法，提前排除一部分不匹配的位置。
Boyer-Moore算法的核心思想是从模式串的末尾开始匹配，每次从右到左比较，一旦发现不匹配的字符，就利用模式串中已经匹配过的字符的信息，将模式串向右移动一定的距离。
B F 算 法 ( 详 解 )
BF算法（串模式匹配算法）C语言详解串的模式匹配算法，通俗地理解，是一种用来判断两个串之间是否具有"主串与子串"关系的算法。
主串与子串：如果串 A（如 "shujujiegou"）中包含有串 B（如"ju"），则称串 A 为主串，串 B 为子串。
主串与子串之间的关系可简单理解为一个串 "包含" 另一个串的关系。
实现串的模式匹配的算法主要有以下两种：普通的模式匹配算法；快速模式匹配算法；本节，先来学习普通模式匹配（BF）算法的实现。
BF算法原理普通模式匹配算法，其实现过程没有任何技巧，就是简单粗暴地拿一个串同另一个串中的字符一一比对，得到最终结果。
例如，使用普通模式匹配算法判断串 A（"abcac"）是否为串 B （"ababcabacabab"）子串的判断过程如下：首先，将串 A 与串 B 的首字符对齐，然后逐个判断相对的字符是否相等，如图?1 所示：图 1 串的第一次模式匹配示意图图 1 中，由于串 A 与串 B 的第 3 个字符匹配失败，因此需要将串 A 后移一个字符的位置，继续同串 B 匹配，如图 2 所示：图 2 串的第二次模式匹配示意图图 2 中可以看到，两串匹配失败，串 A 继续向后移动一个字符的位置，如图 3 所示：图 3 串的第三次模式匹配示意图图 3 中，两串的模式匹配失败，串 A 继续移动，一直移动至图 4 的位置才匹配成功：图 4 串模式匹配成功示意图由此，串 A 与串 B 以供经历了 6 次匹配的过程才成功，通过整个模式匹配的过程，证明了串 A 是串 B 的子串（串 B 是串 A 的主串）。
接下来，我们要编写代码实现两个串的模式匹配（图 1 ~图 4）。
BF算法实现BF 算法的实现思想是：将用户指定的两个串 A 和串 B，使用串的定长顺序存储结构存储起来，然后循环实现两个串的模式匹配过程，C 语言实现代码如下：#include stdio.h#include string.h--串普通模式匹配算法的实现函数，其中 B是伪主串，A是伪子串int mate(char * B,char *A){int i=0,j=0;while (istrlen(B) jstrlen(A)) {if (B[i]==A[j]) {i=i-j+1;--跳出循环有两种可能，i=strlen(B)说明已经遍历完主串，匹配失败；j=strlen(A),说明子串遍历完成，在主串中成功匹配 if (j==strlen(A)) {return i-strlen(A)+1;--运行到此，为i==strlen(B)的情况return 0;int main() {int number=mate("ababcabcacbab", "abcac");printf("%d",number);return 0;程序运行结果：注意，在实现过程中，我们借助 i-strlen(A)+1 就可以得到成功模式匹配所用的次数，也就是串 A 移动的总次数。
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S = abcbabcbaabcbcb, T = bcb 若V=x则置换后得S = axaxaaxcb 若V=bc则经置换后得S = abcabcaabccb
初始条件: 串S1和S2存在
Hale Waihona Puke 操作结果: 由S1与S2连接构成新串T
DestroyString(&S)
初始条件:串S已存在
操作结果:销毁串S
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串的ADT定义---加工型操作
ClearString(&SS=) chater，T = rac， 操初作始结条果件::将串则SS清已为S存t空在rI串nsert(S, 4, T) 后S = character
操作结果：若主串S中第pos个字符后存在与T相等的子串则返回 “该子串在主串s中的位置”(子串第一个字符的位序,pos后),否则 返回0.
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串的基本操作说明:
串的基本操作集不同语言有不同的定义方法， 应以相应语言的参考手册为准。如C语言如下：
char *gets(char *str);//遇回车结束,函数值也为str,<stdio.h> int puts(char *str);//将’\0’转为’\n’输出,函数值为‘\n’或EOF char *strcat(char *destin,char *source)//返回destin,<string.h> char *strcpy(char *str1,char *str2);//str2复制到str1,返回str1 int strcmp(char *str1,char *str2)//相等回0否则返第一不同字符差 unsigned int strlen(char *str)//返回字符个数，不含’\0’ char *strstr(char *str1,char *str2);//返回str2在str1种第一 次出现的位置指针，找不到则返回NULL char *strchr(char *str,char c);//返回c在str中第一次出现的位 置的指针，找不到则返回NULL
//字符串生成、销毁操作
StrAssign(&T,chars)
初始条件:chars是字符串常量
操作结果:生成值等于chars的串T
StrCopy(&T,S)
初始条件:串S存在
Concate(T, man, kind)
操作结果:由串S复制得串T
Concat(&T,S1,S2)
求得T = mankind
St初操rE始 作m条结p件果ty::(串空S)串S已返SS经uu回b存bTSS在RttriUrninEg,(g否s(us则ub,b返,c回ostmFuAmdLaeSnnEdte,r5,,09,)求1)求得得subs=ubφ=或r；
SubString(&SuSbu,Sb,Sptorisn,lge(ns)ub, beijing, 7, 2)求得sub = ?
初始条件:S存在,1≤pos≤StrLength(S),0≤len≤StrLength(S)-pos+1
操作结果:用Sub返S回trC串oSm中p第arep(odsa个te字, 符da起ta长)>度0为 len 的子串 StrCompare(S,T) StrCompare(cat, cate)< 0
Concate(T, man, kind)求得T = mankind
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2、串的ADT定义
ADT String {
数据对象：D={ai|ai∈CharacterSet,i=1,2,…,n,n>=0} 数据关系：R={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…n) 基本操作：
StrInsert(&S,pos,T) 初始条件:串S和T存在,1<=pos<=StrLength(S)+1 操作结果:在串S的第pos个字符之前插入串T
StrDelete(&S,pos,len) 初始条件:串S存在,1<=pos<=StrLength(S)-len+1 操作结果:从S中删除第pos个字符开始长len的子串
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串的ADT定义—引用型操作
St初rL始en条g件th:串(SS) 存S在ubString( sub, commander, 4, 3) 求得sub= man 操作结果:返回SS中ub元S素tri的ng个(su数b,，c即om串m长ander,1,9)求得sub=commander
第四章 串
1、熟悉串的概念、类型定义及其基本操作
2、掌握串不同存储结构的定义及各种存储结构下 基本操作的实现方法
3、掌握串匹配的各种算法尤其是KMP算法
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4.1 串类型的定义
1、 串的相关概念
➢ 串(String): 零或多个字符组成的有限序列，实际就是元素限 定为字符的特殊线性表,记作s=‘a1a2…an’，C程序中用””
初始条件:栈S已串S相和等T存返在0,否则返第一个不同字符之“差”或长度差等 操作结果:S>T返回值>0,S=T返回0,S<T返回值<0
Index(S,T,pos) S = abcaabcaaabc,T = bca 初始条件：主串InSd和ex模(S式,T串,1T)=存2在;In,Td非e空x(S,1,T≤,p3)o=s6≤;SIntrdLeexn(gSt,Th,(8S))=。0
➢ 例: a=‘BEI’ b=‘JING’ c=‘BEIJING’ D=‘BEI JING’ ➢ 概念:串的长度 子串 主串 子串在主串中的位置(子串第一个
字符的位序) 串相等 串比较 空串 空格串 φ ➢ 串是一个特殊的线性表，但一般线性表的基本操作常以“单
个元素”作为处理单位，如插入/删除某元素;而串的操作中 多以“多个字符组成的串”为处理单位,如串的连接、求子串 等, 因此对串类型及其操作重新进行定义