Java实现 字符串匹配 KMP 算法

字符串匹配过程中，如果使用蛮力算法，效率非常的差，在此介绍一种较为高效的匹配算法KMP算法。

其主要思想是从匹配的模版去分析，即去分析Pattern串的自身规律，进而去优化匹配的效率。例如字符串“ababcb”，明显看出是ab出现一组重复，若出现如下匹配模式：

text：abababcb

pattern: ababcb

此时发生错误，一般情况下会选择移动Pattern一个位置来继续，事实证明效果不佳。聪明的人一眼就看出来，下一步应该进行这样的匹配

text：abababcb

pattern: ababcb

通过一次移动两个位置便迅速完成匹配，而移动的位置大小也恰恰是ab这个重复串的大小，所以，匹配每次移动的位置一定和当前字符串的真前缀真后缀有关，根据科学家实验，移动的位置==最大相等真前后缀的长度，此时我们需要一个和模版一样长的数组去存放Pattern下次要移动的位置，我们称Nexd[]。

对于Parrern:"a b a b c b" 这个模版来讲，

它的next[]: -1 0 0 1 2 0

其中数字next[i]代表下次模版需要用Pattern[next[i]]去匹配text,而-1代表整个模版直接跳过当前字符。所以，算法的关键其实就是算出next[].

public class KMP
{
public KMP()
{

}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args)
{
// TODO Auto-generated method stub
String text = "ab abcb ababcb abab cb ababcb ababc ";
String pattern ="ababcb";
showList(getNext(pattern));
kmpScan(text, getNext(pattern), pattern);
}

public static void kmpScan(String str, int[] next,String pattern)
{
int k =0;
int j =0;
int count =0;
int index =0;
//int[] index = new int[count];
while(k<str.length())
{

if(j==-1&&k<str.length())
{
k++;
j=0;
}
else if(str.charAt(k)==pattern.charAt(j))
{
j++;
k++;
}
else{
j=next[j];
}
if(j==pattern.length())
{
index = k-j;
j=0;
k++;
count++;
System.out.println(index);//记录了字符出现的位置
}

}
System.out.println(count);
}
public static int[] getNext(String pattern)
{
char[] pat = pattern.toCharArray();
int[] next = new int[pattern.length()];
next[0]=-1;
next[1]=0;
for (int i = 2; i < next.length; i++)
{
int k=next[i-1];
while(k>=0)
{
if(pat[k]==pat[i-1])
break;
k=next[k];
}
next[i]=k+1;
}
return next;
}
public static void showList(int next[])
{
for (int i = 0; i < next.length; i++)
{
System.out.printf("%d ",next[i]);
}
System.out.println();
}
}

结果：

-1 0 0 1 2 0

8

23

2

结论：一种高效的算法，在英文匹配上比较出色，也可以将其用在byte匹配上~

另一种更高效的算法BM,期待下一篇~