KMP算法-JAVA代码

（求解KMP算法的难点就在于如何求next数组，有 暴力法和 进阶版两种）

一：暴力法：求next数组时枚举所有可能的前后缀 ，找到最长的相同前后缀，将其长度存入next数组。next数组 0和1 位置上的元素初始化为-1和0；

    public int[] getNext(String pattern){
        int [] next = new int[pattern.length()];
        next[0] = -1; 
        next[1] = 0;
        //枚举前后缀
        for(int i=2; i< next.length; i++){
            //从长到短枚举，第一个相等的前后缀就是长度最长的
            int j = i-1;
            for (; j>=0; j--){
                if(pattern.substring(0,j).equals(pattern.substring(i-j,i))){
                    next[i] = j;
                    break;
                }
            }
            //没有公共前后缀
            if(j<0){
                next[i] = 0;
            }
        }
        return next;
    }

这种方法求最长前后缀容易想到但是效率低，可以进行改进。

二：进阶版：根据之前生成的next值来判断下一次前后缀比较的位置。（即边生成next数组，边利用它）

    public int[] getNext2(String pattern){
        /**三个步骤：j表示最长前缀末尾(以及pattern中[0,i)子串的最大公共前后缀长度),i-1表示最长后缀末尾！！这里要理解
         * 1.初始化；
         * 2.当前（当前就是最长的）前后缀不相同，j要回退，查next表，j=next[j],j为0则停止。
         * (next[j]的值就是当时在位置i=j时已经匹配的最长前后缀长度,而j从0开始,所以j=next[j]就是让j指向上一次最长前缀的后一位)；
         * 3.前后缀相同情况，更新next数组，继续向后比较；
         */
        //1.初始化
        int [] next = new int[pattern.length()];
        next[0] = -1;
        next[1] = 0;
        int j = 0;
        //因为0,1位置没有前后缀，故i从2开始。
        int i = 2;
        while(i<pattern.length()){
            //2.不相等的情况,注意j为0时表示前缀到头了,不必再往前找,直接给next数组赋值0
            if(pattern.charAt(i-1)!=pattern.charAt(j)){
                if(j==0){
                    next[i] = 0;
                }else{
                    //利用已匹配成功的信息，让j指向上一次最长前缀的末尾后一位数。
                    j = next[j];
                }
            }else{
                //3.相等的情况
                //因为next存入的是最大前后缀长度，而j从0开始，故+1
                next[i] = j+1;
                //继续向后比较
                j++;
                i++;
            }
        }
        return next;
    }

 

注意：j不相等时为什么j要退到next数组对应的值处？

因为i，j对应的数不一样，而i和j前面的数是已经匹配好的，所以此时j对应的前缀和i对应的后缀不匹配，j只能再往前移，找到更小一些的前缀，而next数组对应的值就是更小的已经匹配好的前缀，j移过去之后再比较i和j的值是否相等，重复上述过程，直到j=0或者i和j对应的值相等。

 

求出next数组之后，kmp算法就变得非常简单了！

    public int kmp(String str, String pattern){
        int[] next = this.getNext2(pattern);
        int i=0, j = 0;
        while(i<str.length()){
            if(str.charAt(i)!=pattern.charAt(j)){
                j = next[j];
                if(j==-1){
                    i++;
                    j=0;
                }
            }else{
                if(j==pattern.length()-1){
                    return i-j;
                }
                i++;
                j++;
            }
        }
        return -1;
    }

 

希望有所帮助！参考：图解KMP算法 https://leetcode-cn.com/problems/shortest-palindrome/solution/tu-jie-kmpsuan-fa-by-yangbingjie/