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C++实现的KMP算法

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简介：
本文章介绍如何用C++编程语言实现经典的字符串匹配算法——KMP算法。通过分析和代码演示，展示了该算法高效的模式匹配过程。 KMP算法的思想是在匹配过程中，如果发生不匹配的情况，则根据next数组的值来调整模式串的位置以继续进行匹配： - 如果`next[j] >= 0`，则目标字符串的指针i保持不变，将模式串的指针j移动到`next[j]`位置继续比较。 - 若`next[j]=-1`，表示没有更短的有效前缀可以利用，则需要将目标串的指针i右移一位，并且把模式串的指针j置为0开始新的匹配。 关于next数组的具体定义如下： - `next[0]=-1` - 对于其余位置j：如果存在一个最大值k，使得`src[0...k-1]=src[j-k,j-1]`, 则`next[j]=k`; - 否则, `next[j]=0`.

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  • C++实现的KMP算法
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    本文章介绍如何用C++编程语言实现经典的字符串匹配算法——KMP算法。通过分析和代码演示，展示了该算法高效的模式匹配过程。 KMP算法的思想是在匹配过程中，如果发生不匹配的情况，则根据next数组的值来调整模式串的位置以继续进行匹配： - 如果`next[j] >= 0`，则目标字符串的指针i保持不变，将模式串的指针j移动到`next[j]`位置继续比较。 - 若`next[j]=-1`，表示没有更短的有效前缀可以利用，则需要将目标串的指针i右移一位，并且把模式串的指针j置为0开始新的匹配。 关于next数组的具体定义如下： - `next[0]=-1` - 对于其余位置j：如果存在一个最大值k，使得`src[0...k-1]=src[j-k,j-1]`, 则`next[j]=k`; - 否则, `next[j]=0`.
     
  • 基于C++的KMP算法实现
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    本文章介绍了如何使用C++编程语言来实现经典的字符串匹配算法——KMP（Knuth Morris Pratt）算法。通过避免不必要的字符比较提高了效率，并提供了详细的代码示例和解释。 用C++语言实现的KMP算法，经过调试，供广大算法学习者参考。
     
  • KMP算法-C语言实现的KMP模式匹配算法.zip
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    本资源提供了一个用C语言编写的KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法程序。该程序实现了高效的字符串模式匹配功能，适用于需要快速查找文本中特定子串的应用场景。下载后可直接编译运行并进行测试和学习。 KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法是一种高效的字符串匹配技术，在文本串中查找模式串。该算法由D.E. Knuth、V. Morris和J.H. Pratt于1970年提出，主要用于解决计算机科学中的字符串处理问题。通过在C语言中实现KMP算法，可以深入理解其核心思想，并将其应用于实际编程任务。 KMP算法的主要优势在于避免了对已匹配部分的重复比较，从而提高了效率。当模式串与文本串不匹配时，它不会像朴素算法那样回溯到文本串的开头，而是根据预先计算出的部分匹配表（也称为“失败函数”或“next数组”）直接跳过不需要再次检查的位置。 1. **部分匹配表**：KMP算法的关键在于构建一个部分匹配表。该表格记录了模式串中每个字符之前所能匹配的最大长度的前缀和后缀公共子串的数量，例如对于模式串ABABDABCDABDE，其部分匹配表为[0, 0, 1, 0, 2, 3, 0, 4]。 2. **算法步骤**： - 构建部分匹配表：遍历整个模式串，并计算每个字符前缀和后缀的最大公共长度。 - 模式匹配：从文本串的第一个位置开始，逐个比较字符。如果当前字符匹配，则两个指针都向右移动一位；如果不匹配，则根据部分匹配表的值跳过不需要检查的位置。 3. **C语言实现**： 在C程序中，可以使用两个指针分别指向文本和模式字符串。通过循环结构遍历整个文本串，在每次迭代时比较当前字符是否与模式字符串中的相应位置相等；如果两者一致，则移动两个指针各一位；如果不匹配，则根据部分匹配表的值调整模式串的位置而保持文本串不变，直到找到完全匹配为止或检查完毕。 KMP算法的时间复杂度为O(n)，其中n是文本串长度。虽然其效率高于朴素字符串搜索方法（时间复杂度为O(mn)），但在某些场景下可能不如Boyer-Moore或Rabin-Karp等更先进的技术高效，但它的简洁性和易于理解性使其成为初学者学习字符串匹配算法的理想选择。 掌握KMP算法的原理和实现对于提高文本处理、数据搜索以及文本分析等领域中的编程能力至关重要。通过用C语言实践该算法不仅可以加深对其的理解，还能提升编程技能，并为以后解决更复杂的字符串相关问题奠定坚实的基础。
     
  • C++中KMP算法的实现代码
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    本篇文章提供了一种使用C++语言实现经典字符串匹配算法——KMP(Knuth Morris Pratt)的具体代码。文中详细解释了算法原理，并附有实际示例，帮助读者理解与应用该算法。 KMP算法实现的C++代码，KMP算法实现的C++代码，KMP算法实现的C++代码。
     
  • C语言实现的KMP算法源代码
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    这段C语言编写的源代码实现了KMP（Knuth-Morris-Pratt）字符串匹配算法，适用于高效地搜索文本中的模式。 KMP算法源代码用C语言实现的KMP算法源代码可以用C语言编写。
     
  • KMP模式匹配算法的C语言实现代码
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    本项目提供了一个用C语言编写的程序，实现了KMP(Knuth-Morris-Pratt)字符串模式匹配算法。通过优化的预处理步骤和搜索过程，该算法能够在O(n+m)的时间复杂度内完成模式匹配任务（其中n是文本长度，m是模式串长度）。代码简洁高效，适用于快速查找大规模数据中的特定模式。 KMP（Knuth-Morris-Pratt）模式匹配算法是一种在主串（文本字符串）中查找子串（模式字符串）的高效方法。该算法由Donald Knuth、James H. Morris 和 Vaughan Pratt 共同提出，其主要特点是避免了对模式字符回溯的过程，在比较过程中大大提高了搜索效率。 KMP算法的核心在于构造一个部分匹配表（也称为失配表或前缀函数），这个表记录了模式串中每个位置之前的所有字符所能构成的最长公共前后缀长度。在匹配时，当出现不匹配情况时，并不是简单地回退整个模式字符串的位置，而是根据部分匹配表确定移动模式字符串到合适的位置，从而避免不必要的比较。 以下是KMP算法步骤的具体解释： 1. 构造部分匹配表（PMT, Prefix Function）：对于给定的模式串P，我们从左向右遍历每一个字符，并计算出每个位置之前的所有字符所能构成的最大公共前后缀长度。例如，在ABABC中，其部分匹配表为[0, 0, 1, 0, 2]，表明A之前的最长共同前缀和后缀长度是0；BA和B的长度同样也是0；而ABC与BC则有相同的前缀BC。 2. 主串与模式串的比较过程： - 初始化两个指针i和j分别指向主字符串S以及模式字符串P的第一个字符。 - 当i < |S|（主串未遍历完）且 j < |P|（模式串还未匹配完成），执行以下步骤： - 如果 S[i] == P[j]，则同时将 i 和 j 向右移动一位继续比较下一个字符； - 若遇到不相等的字符，则利用部分匹配表更新j的位置：即令 j = PMT[j-1]。这表示模式串应该回退到PMT中指定的新位置。 - 比较过程持续进行，直到找到完全一致的子字符串或所有可能的比较结束。 3. 若在主串S内找到了完整匹配的模式串，则说明已成功完成一次匹配；反之，如果遍历完整个主串后仍未发现完整的模式串，则表示该模式不存在于给定文本中。 C语言实现KMP算法的关键在于编写用于生成部分匹配表以及执行比较过程的相关函数。在实际代码实现时，通常会创建两个数组分别存储主字符串和模式字符串，并通过循环及条件判断语句来完成上述步骤的逻辑处理。
     
  • C语言中字符串匹配的KMP算法实现
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    本篇文章详细介绍了在C语言环境中如何高效地实现KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法进行字符串模式匹配。通过优化搜索过程，避免了不必要的字符比较，从而提高了算法效率。文中不仅解释了KMP算法的基本原理，还提供了具体的代码实例和详细的注释说明，帮助读者轻松掌握该算法的实现方法。 字符串匹配是计算机的基本任务之一。例如，对于一个字符串“BBC ABCDAB ABCDABCDABDE”，我们想确定它是否包含另一个字符串“ABCDABD”。下面介绍KMP算法的解释步骤： 1. 首先将主串中的第一个字符与模式串的第一个字符进行比较。“BBC ABCDAB ABCDABCDABDE”的首字母B和“ABCDABD”的首字母A不匹配，因此需要移动模式串的位置。 2. 由于前一次比较的结果是不匹配的，继续尝试模式串向后移一位，并再次与主串的第一个字符进行对比。依旧发现B与A不符，所以模式串仍需进一步右移。 3. 不断重复上述步骤直至找到一个位置，在该位置上主串和模式串首个字符相同为止。 4. 当首次定位到匹配的起始点后，则继续比较后续对应位上的字符是否相等。如果连续几位都一致的话，会进入下一步骤描述的情况。 5. 一旦在某一步发现不匹配的情况发生时（即某个位置上主串与模式串对应的字符不同），那么算法就需从步骤1重新开始进行新一轮的查找操作。
     
  • C语言中的KMP算法
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    本文章介绍在C语言环境下实现KMP（Knuth-Morris-Pratt）字符串匹配算法的过程和原理。探讨了模式匹配中如何避免不必要的字符比较以提高效率。 KMP算法用C语言实现。
     
  • 串匹配中的BF算法与KMP算法实现.docx
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    本文档探讨了字符串匹配中常用的两种算法——Brute Force (BF) 算法和Knuth Morris Pratt (KMP) 算法，并详细介绍了它们的具体实现方法。 BF算法和Kmp算法实现串匹配的完整代码。
     
  • KMP算法下的串基本操作实现
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    本文章介绍了如何利用KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法高效地进行字符串匹配，并实现了基于此算法的一些基本的字符串操作。通过减少不必要的字符比较次数，该算法显著提高了文本处理效率，在计算机科学中有着广泛应用价值。 包括字符串的删除、插入、替换和查找操作，以及数据结构中的堆分配存储方法。