《数据结构》之串的模式匹配算法——KMP算法

//串的模式匹配算法
//KMP算法，时间复杂度为O(n+m)
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
using namespace std;

//-----串的定长顺序存储结构-----
#define MAXLEN 255    //串的最大长度
typedef struct {
    char ch[MAXLEN + 1];    //存储串的一维数组
    int length;    //串的当前长度
}SString;

int Next[MAXLEN + 1];
int nextval[MAXLEN + 1];

int Index_KMP1(SString S, SString T, int pos)
{//利用模式串T的Next函数求T在主串S中的第pos个字符之后的位置
 //其中，T非空，1<=pos<=S.length
    int i = pos, j = 1;
    while (i <= S.length && j <= T.length)    //两个串均未比较到串尾
    {
        if (j == 0 || S.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; }    //继续比较后继字符
        else j = Next[j];    //模式串向右移动
    }
    if (j > T.length) return i - T.length;    //匹配成功
    else return 0;    //匹配失败
}

int Index_KMP2(SString S, SString T, int pos)
{
    int i = pos, j = 1;
    while (i <= S.length && j <= T.length)
    {
        if (j == 0 || S.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; }
        else j = nextval[j];
    }
    if (j > T.length) return i - T.length;
    else return 0;
}

void get_next(SString T, int Next[])
{//求模式串T的Next函数值并存入数组Next
    int i = 1, j = 0;
    Next[1] = 0;
    while (i < T.length)
    {
        if (j == 0 || T.ch[i] == T.ch[j]) { ++i; ++j; Next[i] = j; }
        else j = Next[j];
    }
}

void get_nextval(SString T, int nextval[])
{//求模式串T的Next函数修正值并存入数组nextval
    int i = 1, j = 0;
    nextval[1] = 0;
    while (i < T.length)
    {
        if (j == 0 || T.ch[i] == T.ch[j])
        {
            ++i; ++j;
            if (T.ch[i] != T.ch[j]) nextval[i] = j;
            else nextval[i] = nextval[j];
        }
        else j = nextval[j];
    }
}

int main()
{
    SString A, B;
    A.ch[0] = B.ch[0] = ' ';
    while (scanf("%s%s", A.ch + 1, B.ch + 1) == 2)
    {
        A.length = strlen(A.ch + 1);
        B.length = strlen(B.ch + 1);
        get_next(B, Next);
        get_nextval(B, nextval);
        //修正之后匹配更快，结果相同
        int ans1 = Index_KMP1(A, B, 1), ans2 = Index_KMP2(A, B, 1);
        printf("%d\t%d\n", ans1, ans2);
    }
    return 0;
}