字符串——KMP

原创

mb5f5b1df7f1e34 2023-02-08 08:59:14 博主文章分类：字符串——KMP ©著作权

文章标签 #include 字符串后缀 文章分类 HarmonyOS 后端开发

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【定义】

Knuth-Morris-Pratt 字符串查找算法，简称为 “KMP算法”，常用于在一个文本串S内查找一个模式串P 的出现位置。

KMP算法的核心在于求next数组。next数组的含义为：代表当前字符之前的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀。例如如果 next [j] = k，代表j 之前的字符串中有最大长度为k 的相同前缀后缀。（注意是抛弃当前的字符，往前看的字符串有多大长度的相同前缀后缀）

【代码模板】

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<cstring>
#include<string>
#include<cstdlib>
#include<iomanip>
#include<numeric>
#include<cctype>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<queue>
#include<stack>
#include<list>
#include<set>
#include<map>
using namespace std;
 
const int N = 1000002;
int nxt[N];
char S[N], T[N];
int slen, tlen;
 
void getNext()
{
    int j, k;
    j = 0; k = -1;
    nxt[0] = -1;
    while(j < tlen)
        if(k == -1 || T[j] == T[k])
           {
            nxt[++j] = ++k;
            if (T[j] != T[k]) //优化
                nxt[j] = k; 
           } 
        else
            k = nxt[k];
 
}
/*
返回模式串T在主串S中首次出现的位置
返回的位置是从0开始的。
*/
int KMP_Index()
{
//int i=max(slen-tlen,0),有的题可以优化一下起始位置，不然会T
    int i = 0, j = 0;
    getNext();
    while(i < slen && j < tlen)
    {
        if(j == -1 || S[i] == T[j])
        {
            i++; 
            j++;
        }
        else
            j = nxt[j];
    }
//return j;//T串前缀在主串S可以匹配的最远可以匹配的位置
    if(j == tlen)
        return i - tlen;
    else
        return -1;
}
/*
返回模式串在主串S中出现的次数  ,l表示从主串开始的字符，r表示结尾的字符，左开右闭
*/
 
int KMP_Count(int l,int r)
{
    int ans = 0;
    int i=l, j = 0;
 
    if(slen == 1 && r-l+1 == 1)
    {
        if(S[0] == T[0])
            return 1;
        else
            return 0;
    }
 
    for(i=l; i < r;)
    {
 
        while(j > 0 && S[i] != T[j])
        {
            j = nxt[j];
 
        }
 
        if(S[i] == T[j])
            j++;
        i++;
        if(j == tlen)
        {
            ans++;
            //add(i-tlen+1,1);
            //vis[i-tlen]=1;
            j = nxt[j];///不可重叠的j=0
 
        }
    }
 
    return ans;
}
int main()
{
 
    int TT;
    int i, cc;
    cin>>TT;
    while(TT--)
    {
        scanf("%s%s",&T,&S);
        slen = strlen(S);
        tlen = strlen(T);
        cout<<"模式串T在主串S中首次出现的位置是: "<<KMP_Index()<<endl;
        cout<<"模式串T在主串S中首次出现的位置是: "<<KMP_Count(0,slen)<<endl;
    }
    return 0;
}