字符串匹配算法

我们先说下定义，比如说我们要在a字符串中查找字符串b，那么a就是主串，b就是模式串

我们把主串的长度记为n，把模式串的长度记为m，n>m

BF(Brute Force)中文名:暴力匹配算法,朴素匹配算法

简单的说BF的算法就是在主串中查找起始位置是0,1,2,,,n-m个且长度为m的n-m+1个子串，看看有没有跟模式串匹配的

如下图所示

下面是我用php实现的BF算法的代码，很简单

function BFString($mainString = 'abcdefghijklmn', $patternString = 'lmn')
    {
        //主串长度
        $n = strlen($mainString);

        //模式串长度
        $m = strlen($patternString);

        //需要匹配的次数
        $needMatchCount = $n - $m + 1;

        //真实匹配的次数
        $trueMatchCount = 0;
        //是否匹配到
        $isMatch = false;

        for ($i = 0; $i <= $needMatchCount; $i++) {
            $nowString = substr($mainString, $i, $m);
            if ($patternString == $nowString) {
                $isMatch        = true;
                $trueMatchCount = $i;
                break;
            }
        }
        return ['isMatch' => $isMatch, 'trueMatchCount' => $trueMatchCount];
    }

这种算法的时间复杂度是O(n*m)，可以看出来很暴力，但是实际运用中，这种算法用的还是很多的

原因：

1：实现起来简单，出bug以后容易修复

2：实际软件开发中，主串和模式串的长度都不会很长，而且在匹配中当模式串遇到不能匹配的字符时就停止了，不需要把m个字符都匹配

 

字符串匹配算法RK(Rabin-Karp)算法

这个算法的核心就是计算出模式串的哈希值，然后依次和主串中每个子串的哈希值进行比较

因为哈希值计算出来的是数字，数字和数字比较速度会比字符串和字符串比较速度快

所以说这个算法就是BF算法的改进版

实现代码如下

/**
     * 字符串匹配算法RK(Rabin-Karp)算法
     */
    function RKString($mainString, $patternString)
    {
        //主串长度
        $n = strlen($mainString);
        //模式串长度
        $m = strlen($patternString);
        //需要匹配的次数
        $needMatchCount = $n - $m + 1;
        //需要匹配的字符的哈希值
        $patternStringHash = self::RKStringHash($patternString);
        //真实匹配的次数
        $trueMatchCount = 0;
        //是否匹配到
        $isMatch = false;

        for ($i = 0; $i <= $needMatchCount; $i++) {
            $nowString     = substr($mainString, $i, $m);
            $nowStringHash = self::RKStringHash($nowString);
            //因为哈希算法可能有冲突，所以这里多加了一个$patternString == $nowString判断条件
            if ($patternStringHash == $nowStringHash && $patternString == $nowString) {
                $isMatch        = true;
                $trueMatchCount = $i;
                break;
            }
        }
        return ['isMatch' => $isMatch, 'trueMatchCount' => $trueMatchCount, 'nowString' => $nowString, 'nowStringHash' => $nowStringHash];
    }


    /**
     * 字母转成26进制（哈希）
     * @param $num
     * @param int $bin
     * @return float|int
     */
    public static function RKStringHash($string, $bin = 26)
    {
        $arr = self::BIN_TODEC_DATA;
        if ($bin == 10) return $string; //为10进制不转换
        $atnum = str_split($string); //将字符串分割为单个字符数组
        $atlen = count($atnum);
        $total = 0;
        $i     = 1;
        foreach ($atnum as $tv) {
            $tv = strtoupper($tv);
            if (array_key_exists($tv, $arr)) {
                if ($arr[$tv] == 0) continue;
                $total = $total + $arr[$tv] * pow($bin, $atlen - $i);
            }
            $i++;
        }
        return $total;
    }

 了解更多：https://www.toutiao.com/c/user/83293539887/#mid=1633933053814798