ACM算法训练【KMP算法】

简介: ACM算法训练【KMP算法】



题目



样例


输入样例:


3
aba
5
abab


输出样例:


0 2


思路


思想


终极思想:匹配失败后,模板串(下面红线)最大向后移动多少位,可以节省暴力比较次数



那么最大向后移动多少位,只和模板串的性质有关捏


在每次失配时,不是把p串往后移一位,而是把p串往后移动至下一次可以和前面部分匹配的位置,这样就可以跳过大多数的失配步骤。而每次p串移动的步数就是通过查找next[ ]数组确定的。


next数组的含义及手动模拟


对next[ j ] ,是p[ 1, j ]串中前缀和后缀相同的最大长度(部分匹配值),即 p[ 1, next[ j ] ] = p[ j - next[ j ] + 1, j ]

例如:



手动模拟求next数组:对 p = “abcab”



对next[ 1 ] :前缀 = 空集—————后缀 = 空集—————next[ 1 ] = 0;

对next[ 2 ] :前缀 = { a }—————后缀 = { b }—————next[ 2 ] = 0;

对next[ 3 ] :前缀 = { a , ab }—————后缀 = { c , bc}—————next[ 3 ] = 0;

对next[ 4 ] :前缀 = { a , ab , abc }—————后缀 = { a . ca , bca }—————next[

4 ] = 1;

对next[ 5 ] :前缀 = { a , ab , abc , abca }————后缀 = { b , ab , cab ,

bcab}————next[ 5 ] = 2;


匹配思路


s串和p串都是从1开始的。i 从1开始,j 从0开始,每次s[ i ] 和p[ j + 1 ]比较



当匹配过程到上图所示时,


s[ a , b ] = p[ 1, j ] && s[ i ] != p[ j + 1 ] 此时要移动p串(不是移动1格,而是直接移动到下次能匹配的位置)


其中1串为[ 1, next[ j ] ],3串为[ j - next[ j ] + 1 , j ]。由匹配可知 1串等于3串,3串等于2串。所以直接移动p串使1到3的位置即可。这个操作可由j = next[ j ]直接完成。 如此往复下去,当 j == m时匹配成功。


AC代码


#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=100010,M=1000010;
char p[N],s[M];
int ne[N];
int n,m;
int main()
{
    cin>>n>>p+1>>m>>s+1;
    // 求next数组
    for(int i=2,j=0;i<=n;i++)
    {
        while(j&&p[i]!=p[j+1]) j=ne[j];
        if(p[i]==p[j+1]) j++;
        ne[i]=j;
    }
    // 匹配
    for(int i=1,j=0;i<=m;i++)
    {
        while(j&&s[i]!=p[j+1]) j=ne[j];
        if(s[i]==p[j+1]) j++;
        if(j==n)
        {
            printf("%d ",i-n);
            j=ne[j];
        }
    }
    return 0;
}


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