子字符串查找

1 暴力破解

 

java實現以下：

 1 public class Naive {
 2 
 3     /**
 4      * 暴力破解
 5      *
 6      * @param pat
 7      * @param txt
 8      * @return
 9      */
10     private static int search(String pat, String txt) {
11         int m = pat.length();
12         int n = txt.length();
13         for (int i = 0; i <= n - m; i++) {
14             int j;
15             for (j = 0; j < m; j++) {
16                 if (txt.charAt(i + j) != pat.charAt(j)) {
17                     break;
18                 }
19             }
20             if (j == m) {
21                 return i;
22             }
23         }
24         return n;
25     }
26 
27     public static void main(String[] args) {
28         int pos = search("abcabd", "abcabcabdabba");
29         System.out.println(pos);
30     }
31 
32 }

 最壞的狀況是：

常見的是二進制狀況下的匹配：

 

 

 

2 KMP算法

若是用暴力方法解決的話就會有大量的回溯，每次只移動一位，如果不匹配，移動到下一位接着判斷，浪費了大量的時間：

 

因此，kmp方法算法就利用以前判斷過信息，經過一個next數組，保存模式串中先後最長公共子序列的長度，每次回溯時，經過next數組找到，前面匹配過的位置，省去了大量的計算時間。

 1 public class KMP {
 2     public static int KMP(String pat, String txt) {
 3         char[] t = pat.toCharArray();
 4         char[] p = txt.toCharArray();
 5 
 6         int i = 0; // 主串的位置
 7         int j = 0; // 模式串的位置
 8         int[] next = getNext(txt);
 9 
10         while (i < t.length && j < p.length) {
11             if (j == -1 || t[i] == p[j]) { // 當j爲-1時，要移動的是i，固然j也要歸0
12                 i++;
13                 j++;
14             } else {
15                 // i不須要回溯了
16                 // i = i - j + 1;
17                 j = next[j]; // j回到指定位置
18             }
19         }
20 
21         if (j == p.length) {
22             return i - j;
23         } else {
24             return -1;
25         }
26     }
27 
28     public static int[] getNext(String ps) {
29         char[] p = ps.toCharArray();
30         int[] next = new int[p.length];
31         next[0] = -1;
32 
33         int j = 0;
34         int k = -1;
35         while (j < p.length - 1) {
36             if (k == -1 || p[j] == p[k]) {
37                 next[++j] = ++k;
38             } else {
39                 k = next[k];
40             }
41         }
42         return next;
43     }
44 
45     public static void main(String[] args) {
46         String pat = "abcabd";
47         String txt = "abcabcabdabba";
48         int pos = KMP(pat, txt);
49         System.out.println(pos);
50     }
51 
52 }

 

kmp算法的核心時間複雜度就是O（m+n）