educoder数据结构 字符串匹配 第2关:实现KMP字符串匹配

简介: educoder数据结构 字符串匹配 第2关:实现KMP字符串匹配

任务描述

本关的编程任务是补全 step2/kmp.cpp 文件中的KmpGenNext函数,以实现 KMP 字符串匹配。该函数生成给定字符串的next数组。

相关知识

第 1 关中实现的朴素的字符串匹配算法在实际应用系统中效率低,而 KMP 字符串匹配算法可以实现高效的匹配。


假设长字符串为t,短字符串为p。为了进行 KMP 匹配,首先需要计算字符串p的next数组,后面实现了计算该数组的函数void KmpGenNext(char* p, int* next)。对于 “abcabcab” ,计算出的next数组如下图:

其中:next[i]给出如下信息:从左到右将p的字符与t的字符进行比对时,若在pi号位置出现不匹配,就将字符串p相对t右移i-next[i]位;若next[i]>=0,则右移后比对位置从next[i]号位置开始,否则从0号位置开始。下图 1 给出了一个匹配示例:

本关涉及两个函数:


void KmpGenNext(char* p, int* next)


// 生成p的next数组, next数组长度大于等于字符串p的长度加1。


int KmpFindSubWithNext(char* t, char* p, int* next)


// 从t中查找子串p的第一次出现的位置。


// 若找到,返回出现的位置,否则返回-1。


编程要求

本关的编程任务是补全 step2/kmp.cpp 文件中的KmpGenNext函数,以实现 KMP 字符串匹配。该函数生成给定字符串的next数组,生成算法请你查阅相关资料。


  • 具体请参见后续测试样例。

本关涉及的代码文件 kmp.cpp 的代码框架如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "kmp.h"
///
void KmpGenNext(char* p, int* next)
// 生成p的next数组, next数组长度大于等于字符串p的长度加1
{
// 请在此添加代码,补全函数KmpGenNext
/********** Begin *********/
/********** End **********/
}
int KmpFindSubWithNext(char* t, char* p, int* next)
// 从t中查找子串p的第一次出现的位置
// 若找到,返回出现的位置,否则返回-1
{
int i=0, j=0;
while(p[i]!=0 && t[j]!=0) {
if(p[i]==t[j]) {
i++;
j++;
}
else if (next[i]>=0) {
i = next[i];
}
else {
i=0;
j++;
}
}
if(p[i]==0) return j-i; //found
else return -1; //not found
}

评测说明

本关的测试文件是 step2/Main.cpp ,测试过程如下:

  1. 平台编译 step2/Main.cpp ,然后链接相关程序库并生成 exe 可执行文件;
  2. 平台运行该 exe 可执行文件,并以标准输入方式提供测试输入;
  3. 平台获取该 exe 可执行文件的输出,然后将其与预期输出对比,如果一致则测试通过;否则测试失败。

输入输出格式: 输入格式: 第一行输入母串 第二行输入子串


输出格式: 输出Location: #,其中#是子串在母串中的位置编号


以下是平台对 step2/Main.cpp 的样例测试集: 样例输入: stringabcedf1stringabcdef2stringabcdef3stringabcdef4stringabcdef5stringabcdef6stringabcdef7 stringabcdef7


样例输出: Location: 78


开始你的任务吧,祝你成功!

AC_Code

//字符串 实现文件
//
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "kmp.h"
/
void KmpGenNext(char* p, int* next)
//生成p的next数组, next数组长度大于等于字符串p的长度加1
{
    // 请在此添加代码,补全函数KmpGenNext
    /********** Begin *********/
    next[0]=-1;
  int k=-1;
  for(int i=1;p[i-1]!=0;i++)
  {
    while(k>=0&&p[k]!=p[i-1])
    {
      k=next[k];
      k=k+1;
      if(p[i]==p[k])
      {
        next[i]=next[k];
      }
      else
      {
        next[i=k];
      }
    }
  }
    /********** End   *********/
}
int KmpFindSubWithNext(char* t, char* p, int* next)
//从t中查找子串p的第一次出现的位置
//若找到,返回出现的位置,否则返回-1
{
  int i=0, j=0;
  while(p[i]!=0 && t[j]!=0) {
    if(p[i]==t[j])  { 
      i++;  
      j++; 
    }
    else  if (next[i]>=0) {
      i = next[i];
    }
    else  { 
      i=0;  
      j++; 
    }
  }
  if(p[i]==0)  return j-i; //found
  else  return -1;  //not found
}
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