Java 字符串匹配算法

Java 字符串匹配算法

在一个文本或者较长的一段字符串中，找出一个指定字符串，并返回其位置。
指定一个父类AbstractMatch，使用matchAtPosition查看是否匹配。

public abstract class AbstractMatch {
protected final String pattern;

public AbstractMatch(String pattern) {
this.pattern = pattern;
}

public abstract int match(String text);

protected boolean matchAtPosition(String text, int position) {
for (int i = 0; i < pattern.length(); i++) {
if (pattern.charAt(i) != text.charAt(position + i)) {
return false;
}
}
return true;
}
}

1、简单算法

从初始位置开始，依次分别和pattern的各个文字的字符比较。

public class SimpleMatch extends AbstractMatch {

public SimpleMatch(String pattern) {
super(pattern);
}

public int match(String text) {
for (int position = 0;
position + pattern.length() <= text.length();
position++) {
if (matchAtPosition(text, position)) {
return position;
}
}
return -1;
}

}

2、KMP算法

利用匹配失败后的信息，减少匹配次数。

例如模式ababc，文本ababdababc，匹配到position=4的时候，发生错误。



由于头部ab重复，匹配可以直接从position=2开始，还是匹配到position=4的时候，发生错误。



由于没有其他重复的地方，这次匹配从position=4开始



可以看到，在整个过程中，跳过了两次匹配，pattern里面重复的越多，节约的时间越多。

public class KMPMatch extends AbstractMatch {

private int[] prefixArray;

public KMPMatch(String pattern) {
super(pattern);

prefixArray = new int[pattern.length()];

int matches = 0;
for (int i = 1; i < pattern.length(); i++) {
if (pattern.charAt(i) == pattern.charAt(matches)) {
matches++;
prefixArray[i] = matches;
} else {
i++;
matches = 0;
}
}
}

@Override
public int match(String text) {
int i = 0;
int matches = 0;

while (i < text.length()) {
if (text.charAt(i) == pattern.charAt(matches)) {
matches++;
if (matches == pattern.length()) {
return i + 1 - pattern.length();
} else {
i++;
}
} else if (matches > 0) {
matches = prefixArray[matches - 1];
} else {
i++;
}
}

return -1;
}

}