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同学们,如果我们要判断下图
ababababc
中是否有ababc
和所在的位置,正常是不是需要按下标一个个比,然后不同的时候i
再从上次比较的下一个i1
开始,步骤如下:
细心的同学会发现其实还是有优化空间的,分析一下,我们在下面图1这个时候下一步可不可以让
i
不回退到i1
的下一个位置而是继续往下走呢,其实是可以的,只是我们需要满足条件:下面一组字符串不再拿"ababc"去从i位置比较,而是拿"abc"继续从i位置比较,因为前面的"ab"是相同的,没必要再比较了。
那么问题来了,我们应该怎么样知道下面ababc
中(也就是下标j)要从哪个地方开始取值再和上面的i开始比较呢。-
上面的分析所以就诞生了KMP算法,让原本的时间复杂度o(m*n)变成了o(m+n)
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要找出
j
下次该出现的位置,我们可以按如下规则 从ababc
中找出对应的规律放入数组next中
第一步:先创建数组next,长度和要匹配的字符一样(5),然后把下标0的位置置为0,然后我们再创建2个变量i和j,i从1开始,j从0开始。后面就遵循下面的顺序挨个跑...
1.next[i] = j;
2.i++;
3.相同:j++;
不同:j = next[j - 1];
由此我们可以得到数组next为[0,0,1,2,0],然后我们会发现与ababc
对应,next数组里值是0的忽略,看next数组里下标2的值是1,说明当前位置往前面数1个,也就是a
在之前ab
里有相同的,然后最后一个相同的位置是(值-1)也就是0。我们再看next数组里下标3的值是2,从当前位置往前数2个,也就是ab
在之前aba
里也有相同的,最后一个值b相同的位置在1位置。是不是很神奇。
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然后我们把这个next数组套在上面的步骤上,当执行到上面图1的时候,
i不变,j = next[j - 1]
,j移到下标2位置,然后再拿i(a)
和j(a)
比较...以此类推,kmp算法的步骤如下:
好了,思路讲完了我们就发车了
/**
* KMP算法 str字符 dest要比较的字符
*/
public int kmp(String str, String dest) {
//获取next数组
int[] next = getKmpNext(dest);
for (int i = 0, j = 0; i < str.length(); i++) {
//这里用while 如果j替换了位置后发现j的值和i的值还是不对 就会继续往后取值
while (j > 0 && str.charAt(i) != dest.charAt(j)) {
j = next[j - 1];
}
//值是相等的 上面i和这里j都++
if (str.charAt(i) == dest.charAt(j)) {
j++;
}
//找到比较的字符了 返回字符位置
if (j == dest.length()) {
return i - j + 1;
}
}
return 0;
}
/**
* 获取字符的next数组
*/
public int[] getKmpNext(String dest) {
int[] next = new int[dest.length()];
//按文章里:把下标0的位置置为0,然后我们再创建2个变量i和j,i从1开始,j从0开始
next[0] = 0;
//2.i++;
for (int i = 1, j = 0; i < dest.length(); i++) {
//3.相同:j++; 不同:j = next[j - 1];
//不同 这里用while是为了确保j的取值是正确的 可以看如下情况,现在执行到这里的时候
//如果不用while j会取为2,其实这个位置d,在前面是不存在的 应该是0,所以用while
//next[0,0,1,2,0,1,2,3,4,]
// a b a b c a b a b d
// i
// a b a b c a b a b d
// j
while (j > 0 && dest.charAt(j) != dest.charAt(i)) {
j = next[j - 1];
}
//相同
if (dest.charAt(i) == dest.charAt(j)) {
j++;
}
//1.next[i] = j;
next[i] = j;
}
return next;
}