KMP算法(Knuth-Morris-Pratt ),java实现KMP算法

花了两天研究KMP算法，这里做个简单介绍

时间上由暴力法的O(MN)改良成 O(M+N),所以效率还是可以的；其主要思路分为两步：

1.先处理匹配字符串pattern，生成跳跃数组next[](我是这么称呼的，此处跟暴力匹配最大的区别，使其匹配过程中，待匹配文本不回退并且准确跳跃，因此效率为线性的)；

2.根据next数组记录，对待匹配文本进行匹配运算。

假如有待匹配字符串text：ABABABCDABXYBXYABXYXYZHABCDABXYKEISKAIABAB

有匹配字符串pattern：ABCDABXY

a.先生成next数组：

A	B	C	D	A	B	X	Y
-1	0	0	0	0	1	2	0

解释如下：依次找到pattern字符串中每个字符的前缀 跟 pattern从头开始的字符串中 重复 的最大字符个数（一定要包含头，若头不匹配，就算中间全部匹配也不算）（不包括自身），例如：pattern字符串从左到右遍历，A无前缀，因此为-1；B前缀为A，前面从头开始再无重复（A不跟自己A比较），因此为0；类似C无最大重复前缀，因此为0；依次类推D、A前缀为0；B最大重复前缀为A，因此为1；X最大重复前缀为AB，因此为2；Y无最大重复前缀为，因此为0.

数组代表：假如text匹配在X位置错误，则直接将pattern的X位置换成next[2]对应的C位置，即向前跳跃4个位置，继续一一比较，依次类推，若pattern长度匹配到了结束位置还没有跳，则匹配成功一次。若循环匹配，则成功一次之后还要判断text该跳跃的长度，继续匹配；

代码如下：

/**
* 处理pattern，记录跳跃位置数组
* @param pattern
* @return
*/
public int[] buildNext2(char[] pattern) {
int k = -1, i = 1, nLen = 0;
if (pattern == null) {
return null;
}
nLen = pattern.length;
int next[] = new int[nLen+1];
next[0] = k;
for (i = 0; i < nLen; i++) {
next[i + 1] = next[i] + 1;
while (next[i + 1] > 0 && pattern[next[i + 1] - 1] != pattern[i]){
next[i + 1] = next[next[i + 1] - 1] + 1;
}
}
int nnext[] = new int[nLen];
//此处生成的next数组会比原pattern多一位，但不影响比较
//		for(i = 0; i < nLen-1; i++){
//			nnext[i] = next[i];
//		}
//		return nnext;
return next;

}

<span style="white-space:pre">	</span>/**
* 匹配算法
* @param text
* @param pattern
* @param next
*/
public void kmp(char []text, char []pattern, int []next) {
int i,j,m = 0;
boolean match = false;

if (text == null || pattern == null || next == null){
return;
}

//记录匹配后继续匹配文本该跳的位置
for(i = 0;i<next.length;i++){
if(next[i]>0){
m=i-1;
break;
}
}

for (i=j=0; i != text.length; ) {			//比较结束符
if (j<0 || text[i] == pattern[j]) {		//一个一个比较
++i;
++j;
if (j == pattern.length) { 			// 找到了
System.out.println("在 "+(i-j)+" 的位置");
i=(m==0?i-j+1:i-j+m);			//匹配一次后，文本往后跳一个next数组不为0的位置
j=0;								//匹配一次后，pattern回到首位
match = true;					//记录是否有匹配
}
}else{
j = next[j];
}
}
if(!match){
System.out.println("没有匹配");
}
}