KMP算法的Java实现
2023-09-23 01:18:32
深夜i
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KMP算法
Java实现
字符串匹配
模式匹配
部分匹配表
KMP算法是一种用于字符串匹配的算法，它的全称是Knuth-Morris-Pratt算法。该算法的核心思想是利用已经部分匹配的信息，避免无效的比较，从而提高字符串匹配的效率。在本文中，我们将学习如何使用Java实现KMP算法。
首先，我们需要了解KMP算法的原理。字符串匹配是一种常见的问题，即在一个字符串中查找另一个较短的字符串。传统的字符串匹配算法，如暴力法，每次比较失败时都将进行回溯，从头开始比较。而KMP算法通过预处理字符串，构建一个部分匹配值（Partial Match Table）数组，该数组记录了在每个位置上的字符串前缀和后缀的最长相同长度。这个预处理步骤使得我们能够根据已经匹配的部分信息，跳过无效的比较，从而提高匹配效率。
接下来，我们将实现KMP算法的Java代码。首先，我们需要定义一个函数，该函数接收两个参数：一个是待匹配的字符串，另一个是目标字符串。函数的返回值是目标字符串在待匹配字符串中的起始位置（如果存在匹配的话），或者返回-1表示没有找到匹配。
public static int kmp(String text, String pattern) {
int[] lps = computeLPSArray(pattern); // 预处理部分匹配值数组
int i = 0; // 待匹配字符串的指针
int j = 0; // 目标字符串的指针
while (i < text.length()) {
if (text.charAt(i) == pattern.charAt(j)) {
i++;
j++;
}
if (j == pattern.length())
return i - j;
else if (i < text.length() && text.charAt(i) != pattern.charAt(j)) {
if (j != 0) {
j = lps[j - 1];
} else {
i++;
}
}
}
return -1;
}
// 预处理部分匹配值数组
private static int[] computeLPSArray(String pattern) {
int[] lps = new int[pattern.length()];
int len = 0;
int i = 1;
while (i < pattern.length()) {
if (pattern.charAt(i) == pattern.charAt(len)) {
len++;
lps[i] = len;
i++;
} else {
if (len != 0) {
len = lps[len - 1];
} else {
lps[i] = len;
i++;
}
}
}
return lps;
}
以上就是使用Java实现KMP算法的代码。使用KMP算法能够提高字符串匹配的效率，尤其是在处理大量文本或者长字符串时，具有较好的性能表现。希望本文能帮助读者理解KMP算法的原理和实现，以及如何在Java中应用该算法。
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