KMP算法

简介: KMP算法


KMP算法

题目描述

判断一个字符串是不是另一个字符串的子字符串,并返回其位置。

输入输出样例

输入一个母字符串和一个子字符串,输出一个整数,表示子字符串在母字符串的位置,若不存在则返回-1。

Input: haystack = "hello", needle = "ll"
Output: 2

题解

使用著名的Knuth-Morris-Pratt(KMP)算法,可以在 O(m + n) 时间利用动态规划完成匹配。

// 主函数
int strStr(string haystack, string needle)
{
    int k = -1, n = haystack.length(), p = needle.length();
    if (p == 0) return 0;
    vector<int> next(p, -1); // -1表示不存在相同的最大前缀和后缀12.5 练习
    calNext(needle, next); // 计算next数组
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        while (k > -1 && needle[k+1] != haystack[i])
        {
            k = next[k]; // 有部分匹配,往前回溯
        }
        if (needle[k+1] == haystack[i])
        {
            ++k;
        }
        if (k == p-1)
        {
            return i - p + 1; // 说明k移动到needle的最末端,返回相应的位置
        }
    }
    return -1;
}
// 辅函数 - 计算next数组
void calNext(const string &needle, vector<int> &next)
{
    for (int j = 1, p = -1; j < needle.length(); ++j)
    {
        while (p > -1 && needle[p+1] != needle[j])
        {
            p = next[p]; // 如果下一位不同,往前回溯
        }
        if (needle[p+1] == needle[j])
        {
            ++p; // 如果下一位相同,更新相同的最大前缀和最大后缀长
        }
        next[j] = p;
    }
}


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