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基于C++的AC算法实现中文匹配
2023-07-10 10:33:42 深夜i     --     --
AC算法 C++ 中文匹配 字典树 自动机

AC算法是一种高效的字符串匹配算法,其时间复杂度为O(n+m),其中n是主串长度,m是模式串长度。AC算法最初是为英文字符串匹配设计的,但随着信息技术的发展,如今我们需要对中文字符串进行匹配。

基于C++语言,我们可以实现AC算法对中文字符串的匹配。其中AC算法主要包含两个步骤:

1.构建AC自动机

AC自动机是一种数据结构,用于在AC算法的多模式匹配过程中匹配字符串。其思想是将多个模式串构建成一个Trie树,并在每个节点上添加一个fail指针。fail指针指向Trie树上最长的可以匹配上的前缀。

2.匹配模式串

匹配模式串是AC算法的核心部分。当AC自动机构建完成后,我们可以使用AC自动机匹配主串。匹配过程中,我们沿着主串依次向前匹配,若匹配失败,则使用fail指针重新开始匹配。

对于中文字符串的匹配,我们需要对每个中文字符进行分词处理,将其转化为一个一个的单词,再将单词插入到AC自动机中进行匹配。

下面是一段简单示例代码:


#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int maxn=1e6+10;

const int maxc=128;

int son[maxn][maxc],fail[maxn],sz=1,cnt[maxn];

char t[maxn],s[maxn];

queue<int> Q;

void init(){memset(son[0],0,sizeof(son[0]));sz=1;}

void Insert(char *s)

{

  int p=0;

  for(int i=0;s[i];++i)

  {

    int &u=son[p][s[i]];

    if(!u)memset(son[sz],0,sizeof(son[sz])),u=sz++;

    p=u;

  }

  ++cnt[p];

}

void AC()

{

  for(int i=0;i<maxc;++i)

    if(son[0][i])

      Q.push(son[0][i]);

  while(!Q.empty())

  {

    int p=Q.front();Q.pop();

    for(int i=0;i<maxc;++i)

    {

      int &u=son[p][i];

      if(!u)u=son[fail[p]][i];

      else

      {

        fail[u]=son[fail[p]][i];

        cnt[u]+=cnt[fail[u]];

        Q.push(u);

      }

    }

  }

}

int query(char *s)

{

  int res=0,p=0;

  for(int i=0;s[i];++i)

  {

    int &u=son[p][s[i]];

    while(u&&cnt[u])

    {

      res+=cnt[u];

      cnt[u]=0;

      u=fail[u];

    }

    p=u;

  }

  return res;

}

int main()

{

  init();

  scanf("%s",t);

  int n=strlen(t);

  for(int i=0;i<n;++i)

    if(i%3==0)

      s[i/3]=t[i];

  Insert("的");

  Insert("一");

  Insert("是");

  Insert("了");

  Insert("在");

  Insert("人");

  Insert("有");

  Insert("我");

  AC();

  printf("%d\n",query(s));

  return 0;

}

在代码中,我们首先初始化AC自动机的根节点,并将需要匹配的模式串插入到Trie树中。接着我们使用BFS构建fail指针。最后,在查询过程中,我们匹配每个单词并在Trie树上沿着fail指针寻找最长可以匹配上的前缀。

通过以上的示例代码,我们可以看出,使用C++语言实现AC算法对中文字符串的匹配并不复杂。通过对中文字符串进行分词处理,我们可以在AC自动机上完成中文字符串的匹配。

  
  

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