一、算法概述
根据关键词建立DFA，对字符串进行匹配，如果能够到达结束状态，表示字符串中包含关键词。
二、Java的简单实现
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map; /**
* 这是个简单的接口，表示发现匹配关键词后应做的操作
* keyword:匹配的关键词
*/
interface DFAOutCallBack {
public void CallBack(String keyword);
}; /**
* DFA类，模拟状态机
*/
public class DFA {
public DFAState m_StartState;//起始状态 public Map<String, Integer> m_Keywords = new HashMap<String, Integer>();//记录了当前关键词集合
public DFA() {//初始化DFA，设置初始状态
m_StartState = new DFAState(null);
m_StartState.m_Failure = m_StartState;
} // 清除所有DFA状态
public void closeDFA() {
CleanStates(m_StartState);
} // 增加关键词，同时重建DFA
public void AddKeyword(String keyword) {
m_Keywords.put(keyword, 0);
RebuildDFA();
} // 删除关键词，同时重建DFA
public void DeleteKeyword(String keyword) {
m_Keywords.remove(keyword);
RebuildDFA();
} // 检索字符串text是否包含关键词，并调用outputCallback处理匹配的关键词
public void Search(String text, DFAOutCallBack outputCallback) {
DFAState curState = m_StartState;
int i;
for (i = 0; i < text.length(); ++i) {
// 查看状态机中当前状态下该字符对应的下一状态，如果在当前状态下找不到满足该个字符的状态路线，
// 则返回到当前状态的失败状态下继续寻找，直到初始状态
while (curState.m_Goto.containsKey(text.charAt(i)) == false) {
if (curState.m_Failure != m_StartState) {
if (curState == curState.m_Failure) { //陷入死循环了...
System.out.println("DFA Failure");
break;
}
curState = curState.m_Failure; // 返回到当前状态的失败状态
} else {
curState = m_StartState;
break;
}
}
// 如果当前状态下能找到该字符对应的下一状态，则跳到下一状态m，
// 如果状态m包含了m_Output，表示匹配到了关键词，具体原因请继续往下看
if (curState.m_Goto.containsKey(text.charAt(i))) {
curState = curState.m_Goto.get(text.charAt(i));
if (!curState.m_Output.isEmpty()) {
curState.Output(outputCallback);
}
}
} }
/**
* 内部类DFAState，表示DFA状态节点
*/
private class DFAState {
public DFAState(DFAState parent) {
this.m_Parent = parent;
this.m_Failure = null;
}
// 记录了该状态节点下，字符-->另一个状态的对应关系
public Map<Character, DFAState> m_Goto = new HashMap<Character, DFAState>();
// 如果该状态下某具体字符找不到对应的下一状态，应该跳转到m_Failure状态继续查找
public DFAState m_Failure;
// 该状态节点的前一个节点
public DFAState m_Parent;
// 记录了到达该节点时，匹配到的关键词
public List<String> m_Output = new ArrayList<String>(); // 为当前状态节点添加字符c对应的下一状态
DFAState AddGoto(char c) {
if (!m_Goto.containsKey(c)) {
// not in the goto table
DFAState newState = new DFAState(this);
m_Goto.put(c, newState);
return newState;
} else {
return m_Goto.get(c);
}
} // 调用outputCallback处理当前状态节点对应的关键词列表
void Output(DFAOutCallBack outputCallback) {
for (Iterator iter = m_Output.iterator(); iter.hasNext();) {
String element = (String) iter.next();
outputCallback.CallBack(element);
}
}
}; // 添加关键词到状态机的实际操作，建立状态节点，并设置最后结束节点的m_Output
void DoAddWord(String keyword) {
int i;
DFAState curState = m_StartState; for (i = 0; i < keyword.length(); i++) {
curState = curState.AddGoto(keyword.charAt(i));
} curState.m_Output.add(keyword);
} // 重建状态机
void RebuildDFA() {
CleanStates(m_StartState); m_StartState = new DFAState(null);
m_StartState.m_Failure = m_StartState;
// add all keywords
for (String key : m_Keywords.keySet()) {
DoAddWord(key);
}
// 为每个状态节点设置失败跳转的状态节点
DoFailure();
} // 清除state下的所有状态节点
void CleanStates(DFAState state) {
for (char key : state.m_Goto.keySet()) {
CleanStates(state.m_Goto.get(key));
}
state = null;
} // 为每个状态节点设置失败跳转的状态节点
void DoFailure() {
LinkedList<DFAState> q = new LinkedList<DFAState>();
// 首先设置起始状态下的所有子状态,设置他们的m_Failure为起始状态，并将他们添加到q中
for (char c : m_StartState.m_Goto.keySet()) {
q.add(m_StartState.m_Goto.get(c));
m_StartState.m_Goto.get(c).m_Failure = m_StartState;
} while (!q.isEmpty()) {
// 获得q的第一个element，并获取它的子节点，为每个子节点设置失败跳转的状态节点
DFAState r = q.getFirst();
DFAState state;
q.remove();
for (char c : r.m_Goto.keySet()) {
q.add(r.m_Goto.get(c));
// 从父节点的m_Failure(m1)开始，查找包含字符c对应子节点的节点，
// 如果m1找不到，则到m1的m_Failure查找，依次类推
state = r.m_Failure;
while (state.m_Goto.containsKey(c) == false) {
state = state.m_Failure;
if (state == m_StartState) {
break;
}
}
// 如果找到了，设置该子节点的m_Failure为找到的目标节点(m2)，
// 并把m2对应的关键词列表添加到该子节点中
if (state.m_Goto.containsKey(c)) {
r.m_Goto.get(c).m_Failure = state.m_Goto.get(c);
for (String str : r.m_Goto.get(c).m_Failure.m_Output) {
r.m_Goto.get(c).m_Output.add(str);
}
} else { //找不到，设置该子节点的m_Failure为初始节点
r.m_Goto.get(c).m_Failure = m_StartState;
}
} }
} };本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。
