KMP算法（改进的模式匹配算法）——next函数

KMP算法简介

KMP算法是在基础的模式匹配算法的基础上进行改进得到的算法，改进之处在于：每当匹配过程中出现相比较的字符不相等时，不需要回退主串的字符位置指针，而是利用已经得到的部分匹配结果将模式串向右“滑动”尽可能远的距离，再继续进行比较。在KMP算法中，依据模式串的next函数值实现字串的滑动，本随笔介绍next函数值如何求解。

next[ j ]求解

将 j-1 对应的串与next[ j-1 ]对应的串进行比较，若相等，则next[ j ]=next[ j-1 ]+1;若不相等，则将 j-1 对应的串与next[ next[ j-1 ]]对应的串进行比较，一直重复直到相等，若都不相等则为其他情况

题1

在字符串的KMP模式匹配算法中，需先求解模式串的函数值，期定义如下式所示，j表示模式串中字符的序号（从1开始）。若模式串p为“abaac”，则其next函数值为（）。

 

 

 

 

解：j=1，由式子得出next[1]=0；

j=2，由式子可知1<k<2，不存在k，所以为其他情况即next[2]=1；

j=3，j-1=2 对应的串为b，next[2]=1，对应的串为a，b≠a，那么将与next[next[2]]=0对应的串进行比较，0没有对应的串，所以为其他情况，也即next[3]=1；

j=4，j-1=3 对应的串为a，next[3]=1，对应的串为a，a=a，所以next[4]=next[3]+1=2；

j=5，j-1=4 对应的串为a，next[4]=2，对应的串为b，a≠b，那么将与next[next[4]]=1对应的串进行比较，1对应的串为a，a=a，所以next[5]=next[2]+1=2；

综上，next函数值为 01122。

 

题2

在字符串的KMP模式匹配算法中，需先求解模式串的函数值，期定义如下式所示，j表示模式串中字符的序号（从1开始）。若模式串p为“tttfttt”，则其next函数值为（）。

 

 

 

 

解： 

j=1，由式子得出next[1]=0；

j=2，由式子可知1<k<2，不存在k，所以为其他情况即next[2]=1；

j=3，j-1=2 对应的串为t，next[2]=1，对应的串为t，t=t，所以next[3]=next[2]+1=2；

j=4，j-1=3 对应的串为t，next[3]=2，对应的串为t，t=t，所以next[4]=next[3]+1=3；

j=5，j-1=4 对应的串为f，next[4]=3，对应的串为t，f≠t，那么将与next[next[4]]=2对应的串进行比较，2对应的串为t，f≠t。继续和next[2]=1对应的串对比，序号为1也就是第一个串对应的串为t，同样f≠t，到此所以对比已结束，均不相等，所以为其他情况，next[5]=1；

j=6，j-1=5 对应的串为t，next[5]=1，对应的串为t，t=t，所以next[6]=next[5]+1=2；

j=7，j-1=6 对应的串为t，next[6]=2，对应的串为t，t=t，所以next[7]=next[6]+1=3；

综上，next函数值为0123123。

最后附上求模式串的next函数，如下

 *求模式串p的next函数值，并存入数组next

void Next(char *p,int next[])
{
 int i,j,len;
 len=strlen(p);
 i=0;
 next[0]=-1;
 j=-1;
 while(i<len)
 {
  if(j==-1||p[i]==p[j]){++i;++j;next[i]==j;}
  else j=next[j];
 }
}