KMP模板

首先推荐一下B站上一个阿三哥讲的KMP，通俗易懂，深入浅出（就是英语口语有些别扭）

传送门：汪都能听懂的KMP字符串匹配算法【双语字幕】

（时间有限，有机会把配图补上）

 

匹配原理：

kmp算法是一种模式匹配算法，时间复杂度为O(m+n)。

kmp最大的特点是，当在某个字符匹配不成功时，不需要从头开始，利用模式串的前缀和后缀来进行优化，若存在相同的前缀和后缀，则只需要在相同的前缀之后继续匹配即可。难点在于相同的前缀和后缀如何得到，即next数组如何得到。

next数组：

两个下标指针i，j，初始j=0，i=1，比较a[i]和a[j]，如果相同，两个下标同时向后移，如果不相同，则j = next[j-1]，继续比较。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。

利用next数组匹配：

进行模式匹配时，如果匹配失败，则模式串下标移动到next[i-1]的值的位置，继续匹配。时间复杂度O(m)。

直接上模板：

next数组计算：

 

void getnext()
{
    next[0] = 0; // 第一个元素初始化为0
    int i,j;
    for(i=1,j=0; i < n2; )
    {
        if(pattern[i] == pattern[j]) { // 如果相等，计算next数组，然后同时后移
            next[i] = next[i-1]+1;
            j++; i++;
        } else {
            if(j != 0) // 不相等，判断是否为0
            {
                j = next[j-1]; // 移动
            } else next[i++] = 0;
        }
    }
}

 

kmp算法实现：

 

int kmp()
{
    int i,j;
    for(i=0,j=0; i < n1 && j < n2; )
    {
        if(j == n2) break;  // 匹配结束，跳出循环
        if(str[i] == pattern[j]) // 匹配成功，同时后移
        {
            i++;
            j++;
        } else {
            if(j != 0) j = next[j-1]; // 匹配失败，若j不为0，移动
            else i++; // j为零，i移动
        }
    }
    if(j == n2) return i-j; // 返回主串中的下标
    else return -1; // 匹配失败，返回异常
}

 

 

 

完整测试代码：

 

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
char str[100];
char pattern[100];
int next[100];
int n1,n2;
void getnext()
{
    next[0] = 0; // 第一个元素初始化为0
    int i,j;
    for(i=1,j=0; i < n2; )
    {
        if(pattern[i] == pattern[j]) { // 如果相等，计算next数组，然后同时后移
            next[i] = next[i-1]+1;
            j++; i++;
        } else {
            if(j != 0) // 不相等，判断是否为0
            {
                j = next[j-1]; // 移动
            } else next[i++] = 0;
        }
    }
}
int kmp()
{
    int i,j;
    for(i=0,j=0; i < n1 && j < n2; )
    {
        if(j == n2) break;  // 匹配结束，跳出循环
        if(str[i] == pattern[j]) // 匹配成功，同时后移
        {
            i++;
            j++;
        } else {
            if(j != 0) j = next[j-1]; // 匹配失败，若j不为0，移动
            else i++; // j为零，i移动
        }
    }
    if(j == n2) return i-j; // 返回主串中的下标
    else return -1; // 匹配失败，返回异常
}
int main()
{
    cin >> str >> pattern;
    n1 = strlen(str);
    n2 = strlen(pattern);
    getnext();
    cout << kmp();
    return 0;
}