‘壹’ KMP算法简单易懂解释或用一个简单例子逐步说明一下。谢!
好吧~KMP当初我也想了挺久的~很巧妙的算法啊!相必复制网络什么的你也不会看的了所以我手打吧…下面是我的理解~
为了解说方便我把长的称为文本串,短的称为目标串~
常规的匹配算法是把目标串一位一位地右移,跟文本串比较,而KMP则是跳着右移~
举几个例子相信你就懂了
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比如有一目标串为ababaca,当前位置匹配了前5个,也就是匹配了ababa,后面两个不匹配
这说明了文本串当前位置也是ababa
显然右移一位是不行的,因为从目标串可以看出(abab)a与a(baba)括号里的内容不相等
而右移两位是可能可行的~因为可以看出(aba)ba与ab(aba)括号里的内容是相等的,这意味着移动两位后,目标串前三位aba是肯定匹配的~因为移动前也匹配~
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再举一个例子~比如有目标串abcab,当前位置匹配了前两个ab
那么就需要右移3个位置,因为(ab)cab与abc(ab)括号里内容相同,移动后有可能会匹配~
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懂了么?表达能力有限…我也不能讲得更好了…具体代码网上一大堆,《算法导论》里面也有~我当初就是在算导里学会的!
如果懂了,希望有追加分啊,手打累死!!!
不懂的话,追问吧……
‘贰’ 关于KMP算法的说明有什么
(1)未改进的模式匹配算法的时间复杂度为O(nm),但在一般情况下,其实际的执行时间接近O(n+m),因此至今仍被采用。
(2)KMP算法仅当模式与主串之间存在许多“部分”匹配的情况下才显得比未改进的模式匹配快。
(2)KMP算法的最大特点是指示主串的指针不需要回溯,在整个匹配过程中,对主串仅需要从头至尾扫描一遍,这对处理存储在外存上的大文件是非常有效的。
‘叁’ 懂KMP算法的来啊~~
你想象一下在j=1时失配的情况就知道为什么会有这个条件了,j=1时只要失配就会让j回退到0,而模式串的0序列号处是没有字符元素的,0序列处存放的是模式串的长度,此时如果没有j==0这个判断条件,那么j的值永远没办法继续改变了,那就无法继续进行后面的匹配了
明白了没,这个在数据结构里还是算蛮不好懂的
‘肆’ 数据结构关于串的KMP算法的理解高手请进
KMP 算法是一种字符串的模式匹配算法,参看严蔚敏数据结构一书,里面讲的很清楚。
基本的字符串匹配算法是将被匹配的字符串S和模式串T 逐个字符进行比较。例如:S中有10个字符,T中有5个字符。S串初始的匹配位置为3.则从S中的第3个字符与T中的第一个字符匹配,若相同则S的第4个字符与T中的第2个字符匹配。直到匹配成功或者出现失配字符。当出现失配情况下,移动标识S中当前进行比较的字符指针,会退到第4个字符处。然后,重复这一过程。简单说,基本的字符匹配算法是通过移动被匹配的字符串S,进行比较字符的指针位置来完成字符匹配的。
而KMP算法刚好相反,在整个匹配过程中S中当前比较字符的指针并不发生回退现象,当出现S中的字符与T中的字符失配的时候。通过改变T的当前比较字符位置的指针来确定当前S中的字符该与T中哪个字符进行比较。简单说,通过模式字符串T的当前比较字符的指针的回退来完成字符匹配。
当理解了KMP算法通过改变T的当前比较字符位置的指针来完成匹配时,接下来要理清的是模式字符串T中的字符指针在失配的情况下是如何移动的。
以严蔚敏数据结构一书中KMP为例,对于模式字符串T,KMP维护了一个对应于T中每个字符弱发生失配情况下,指针回退到哪一位置的数组。当被匹配串S与模式串T发生失配的情况下,T读取数组中相应记录的位置,讲指针回退。如果回退后仍然失配则S的当前比较字符位置指针+1,T串指针回到第一个字符处。
由此可见获取数组中存储的数据是KMP算法的关键,书中的公式看起来有点抽象。数组中的存储指针的位置是根据,模式串T与自身的匹配过程获取的。
实际上是说,模式串T的第一个字符,如果出现失配则不会回退;当前比较位置的字符向前N-1位的子串恰好与T中从第一个字符起止N-1个字符形成的子串相等,且N小于当前位置,满足这些条件的N的最大值即为T当前位置指针回退的位置,然后迭代此过程,直到T本身匹配或回退到第一个字符位置仍不匹配,则当前位置的对应的回退位置指针指向T中的第一个字符所在位置。
讲的还不是很清楚,主要是对比一下基本的字符匹配算法和KMP的不同。一个是通过移动被匹配字符串比较字符的指针来实现匹配,一个是移动模式字符串的当前比较字符的位置指针来实现匹配。对于匹配串字符回退位置这个计算书中已经很清楚,根据算法单步调试一次自然就理解了。
‘伍’ kmp 算法原理
朴素算法
先看看最“朴素”的算法: ///find a template in a string. #include<string.h> #include<stdio.h> int Index(char *S, char *T, int pos) { int k=pos, j=0; while(k <strlen(S) && j<strlen(T))//未超出字符串的长度 { if (S[k] == T[j]) { ++k; ++j;} //如果相同,则继续向后比较 else {k = k-j+1; j =0;} //如果不同,就回溯,重新查找 } if (j == strlen(T)) return k-strlen(T); else return 0; }
编辑本段KMP算法
一种由Knuth(D.E.Knuth)、Morris(J.H.Morris)和Pratt(V.R.Pratt)三人设计的线性时间字符串匹配算法。这个算法不用计算变迁函数δ,匹配时间为Θ(n),只用到辅助函数π[1,m],它是在Θ(m)时间内,根据模式预先计算出来的。数组π使得我们可以按需要,“现场”有效的计算(在平摊意义上来说)变迁函数δ。粗略地说,对任意状态q=0,1,…,m和任意字符a∈Σ,π[q]的值包含了与a无关但在计算δ(q,a)时需要的信息。由于数组π只有m个元素,而δ有Θ(m∣Σ∣)个值,所以通过预先计算π而不是δ,使得时间减少了一个Σ因子。[1] KMP算法是通过分析子串,预先计算每个位置发生不匹配的时候,所需GOTO的下一个比较位置,整理出来一个next数组,然后在上面的算法中使用。
编辑本段KMP算法的讲解
当我们分析一个子串时,例如:abcabcddes. 需要分析一下,每个字符x前面最多有多少个连续的字符和字符串从初始位置开始的字符匹配。然后+1就行了(别忘了,我们的字符串都是从索引1开始的)当然,不要相同位置自己匹配,默认第一个字符的匹配数是0。
编辑本段定义
设字符串为 x1x2x3...xn ,其中x1,x2,x3,... xi,... xn均是字符,设ai为字符xi对应的整数。则a=m,当且仅当满足如下条件:字符串x1x2...xm equals 字符串x(i-m+1)...xi-1 xi 并且x1x2...xm x(m+1) unequals x(i-m) x(i-m+1)...xi-1 xi。
编辑本段举例
abcabcddes 0111234111 |----------------------默认是0 --| | |-----------------不能自己在相同位置进行字符匹配,所以这里认为没有匹配字符串,所以0+1 =1,继续从1开始匹配 ------| | |-----------前面的字符和开始位置的字符相同,所以是2,3,4 -----------| | | |-------不匹配只能取1。 希望能明白的是,如果开始字符是 Ch1的话,那么我们就是要在串中第2个Ch1后面的位置开始自己和自己匹配,计算最大的吻合度。 程序写出来就是: void GetNext(char* T, int *next) { int k=1,j=0; next[1]=0; while( k〈 T[0] ){ if (j ==0 || T[k] == T[j]) { ++k; ++j; next[k] = j; } else j= next[j]; } } 但是这个不是最优的,因为他没有考虑aaaaaaaaaaaaaaaaaaab的情况,这样前面会出现大量的1,这样的算法复杂度已经和最初的朴素算法没有区别了。所以稍微改动一下: void GetNextEx(char *T, char *next) { int k=1,j=0; next[1] = 0; while(k < T[0]) { if (j == 0 || T[k] == T[j]) { ++k; ++j; if (T[k] == T[j]) next[k] = next[j]; else next[k] = j; } else j = next[j]; } } 现在我们已经可以得到这个next字符串的值了,接下来就是KMP算法的本体了: 相当简单: int KMP(char* S, char* T, int pos) { int k=pos, j=1; while (k){ if (S[k] == T[j]){ ++k; ++j; } else j = next[j]; } if (j>T[0]) return k-T[0]; else return 0; } 和朴素算法相比,只是修改一句话而已,但是算法复杂度从O(m*n) 变成了:O(m)
编辑本段KMP算法的伪代码
KMP-MATCHER(T,P) 1n ← length[T] 2m ←length[P] 3π ← COMPUTE-PREFIX-FUNCTION(P) 4q ← 0△Number of characters matched. 5for i ← 1 to n△Scan the text from left to right. 6do while q>0 and P[q+1]≠T[i] 7do q ← π[q]△Next character does not match. 8if P[q+1]=T[i] 9then q ← q+1△Next character matches. 10if q=m△Is all of P matched? 11then print “Pattern occurs with shift” i-m 12q ← π[q]△Look for the next match. COMPUTE-PERFIX-FUNCTION(P) 1m ← length[P] 2π[1] ← 0 3k ← 0 4for q ← 2 to m 5do while k>0 and P[k+1]≠P[q] 6do k ← π[k] 7if P[k+1]=P[q] 8then k ← k+1 9π[q] ← k 10return π[1]
编辑本段KMP算法的c++实现
//c++实现的KMP算法,所有涉及字符串,其初始下标从0开始(上述算法均是从1开始) //example: char s[100],t[100];cin>>s>>t;KMP(s,t); //获取待查询模式的next数组 int* get_next(char* T, int* next){ int i = 0, j = -1; int length = strlen(T); int *temp = next; *next = -1; while(i< length){ if(j==-1 || *(T+i)==*(T+j)){ i++; j++; //优化后的get_next方法,可以防止出现形如"aaaaab"这种模式的计算退化 if(*(T+i)!=*(T+j)) *(next+i)=j; else *(next+i)=*(next+j); } else j=*(next+j); } return temp; } //KMP算法 int KMP(char *S, char *T){ int S_Length = strlen(S); int T_Length = strlen(T); //若模式长度大于字符串,则直接返回查询失败 if( S_Length < T_Length) return 0; int i = 0, j = 0; int* next = new int[T_Length]; get_next(T, next); while(i < S_Length && j < T_Length){ if(j == -1 || *(S+i) == *(T+j)){ i++; j++; } else j=*(next+j); } if(j>=T_Length) return i-T_Length; return 0; } 在此提供一个更简明的适用于字符串的kmp实现: #include<iostream> #include<string.h> int next[100]; void getnext(char b[]) { int i=1,j=0; //i是每个位子,j是回退的位子 next[1]=0; while(i<=strlen(b)) { if(j==0||b[i-1]==b[j-1]) { i++; j++; next[i]=j; } else j=next[j]; //用上一个的 回退关系 } } int kmp(char a[],char b[]) { int i=1,j=1; //i是主串中的位子 ,j匹配串的位子 while(i<=strlen(a)&&j<=strlen(b)) { if(j==0||a[i-1]==b[j-1]) { i++; j++; } else j=next[j]; } if(j>strlen(b)) return i-strlen(b); else return 0; } int main() { char a[40],b[40]; printf("要匹配的主串:\n"); scanf("%s",a); printf("要匹配的子串:\n"); scanf("%s",b); getnext(b); printf("输出next值:\n"); for(int i=1;i<=strlen(b);i++) printf("%d ",next[i]); printf("\n"); printf("%d",kmp(a,b)); system("pause"); main(); return 0; }
编辑本段串的最大匹配算法
摘要:
给定两个串S和T,长分别m和n,本文给出了一个找出二串间最大匹配的算法。该算法可用于比较两个串S和T的相似程度,它与串的模式匹配有别。
关键词:
模式匹配 串的最大匹配 算法 Algorithm on Maximal Matching of Strings Lin YuCai Xiang YongHong Zhang ChunXia Zhang JianJun (Computer Science Department of Yunnan Normal University Kunming 650092) ABSTRACT Given Two Strings S of length m and T of length n,the paper presents an algorithm which finds the maximal matching of them. The algorithm can be used to compare the similarility of the two strings S and T, it is different with the strings' pattren matching. KEY WORDS Pattern Matching Maximal Matching of Strings Algorithm
编辑本段问题的提出
字符串的模式匹配主要用于文本处理,例如文本编辑。文本数据的存储(文本压缩)和数据检索系统。所谓字符串的模式匹配[2],就是给定两个字符串S和T,长度分别为m和n,找出T中出现的一个或多个或所有的S,在这方面已经取得了不少进展[3][4][5][6][7][8][9][10][11]。本文从文本处理的另一个角度出发,找出两个串的最大匹配,比较其相似程度[1]。它主要应用于文本比较,特别是在计算机辅助教学中。显然前者要找S的完全匹配,而后者并无此要求。例如,若S=ABCD,T=EFABCDX,那么模式匹配的结果就是找出了T中的一个ABCD,而我们算法的结果就是S能与T的ABCD完全匹配,但是T中还有3个字符是比S多出来的,也就是说在S中有100%的字符与T中的匹配,而在T中有57%的字符与S中的匹配。若S= ABCDFE,T=AFXBECDY。则在模式匹配中S与T无匹配项,但在我们的算法中就能发现T中存在A,B,C,D,但D后不存在E,F。而且S中也存在A,B,C,D,且具有顺序性。这样就能公正地评价S,T的区别。得知其相似程度。 文章的组织如下:首先介绍基本定义和问题的描述;第三节是算法设计;最后是本文总结。
编辑本段问题的描述
设∑为任意有限集,其元称为字符,w:∑→N为∑到N的函数,称为∑的权函数(注:本文仅讨论权值恒为1的情况)。∑*为∑上的有限字符串集合,那么对任意S,T∈∑*,设S=a1a2…am,T=b1b2…bn,m>0,n>0。记<m>={1,2, …,m},<n>={1,2, …,n},则称{(i,j)∣i∈<m>,j∈<n>,ai=bj}为S与T的匹配关系集,记作M(S,T),称M为S与T的一个(容许)匹配,若对任意(i,j), ( i',j' )∈,① i< i',当且仅当j< j',② i= i'当且仅当j= j'。S与T的匹配中满足 最大者,称为S与T的最大匹配。若C(i,j)为N上的m×n矩阵,且满足: 则称矩阵C为串S与T的匹配关系阵。 于是求串S与T的最大匹配,等价于求C中的一个最大独立点集M,它满足,若ci,j,ci',j'∈M,则i< i' 当且仅当j< j',i=i'当且仅当j=j'。我们称这样的最大独立点集为C的最大C-独立点集。 例:设∑为所有字母的集合,对任意x∈∑,w(x)≡1,设S与T分别为:S=“BOOKNEWS”,T=“NEWBOOKS”。则我们可以得到S与T两个匹配: 这里=5; 这里 =4。 显然为串S与T的最大匹配。 S与T的匹配关系阵C可表示如下: 其中带圈的部分为一最大C-独立点集。
编辑本段算法设计
我们仅就权值为一的情况进行讨论。 设S和T为任意给定串,C为的S与T匹配关系阵,那么由2的讨论知,求S与T的最大匹配问题,等价于求C的最大C-独立点集问题。因而,为了解决我们的问题,只要给出求C的最大C-独立点集的算法就可以了。 显然,为了求出C的最大C-独立点集,我们可以采用这样的方法:搜索C的所有C-独立点集,并找出它的最大者。这种方法是可行的,但并不是非常有效的。这会使问题变得很繁,复杂度很大。因此,我们先对问题进行分析。 在下面的讨论中,我们把C的任一C-独立点集={ai1,j1,…,ais,js},记作=ai1,j1…ais,js,i1 <…< is。于是可看作阵C中以1为节点的一条路,满足:对路中的任意两节点,均有某一节点位于另一节点的右下方。称这种路为右下行路。 于是求C-独立点集等价于求阵C的右下行路。这种求右下行路的搜索可以逐行往下进行。 命题1. 若 =αai,jβ和ψ=α'ai,jσ为C的两个C-独立点集,且α为α'的加细,则存在C-独立点集'=αai,jδ,满足≥。 命题2. 若 =αai,jβ和ψ=α'ai+k,jσ为C的两个C-独立点集,且≥,则存在C-独立点集'=αai,jδ,满足≥。 命题3. 若 =αai,jβ和ψ=α'ai,j+kσ为C的两个C-独立点集,且≥,则存在C-独立点集'=αai,jδ,满足≥。 由命题1知,在搜索右下行路的过程中,如果已获得了某一C-独立点集的某一初始截段αai,j和另一C-独立点集ψ的某一初始截段α'ai,j,且有≤,则我们可以停止对ψ的进一步搜索。 由命题2知,在搜索右下行路的过程中,在某一列j存在某两个C-独立点集的某初始截段=ai1,j1…ais,j和ψ=al1,m1…alt,j,如果≥,但lt>is,则我们可以停止对ψ的进一步搜索。 由命题3知,在搜索右下行路的过程中,在某一行i存在某两个C-独立点集的某初始截段=ai1,j1…ai,js和ψ=ai1,m1…ai,mt,如果≥,但mt>js,则我们可以停止对ψ的进一步搜索。 由此可见,并不要求搜索所有C的最大C-独立点集,而可以采用比这简单得多的方法进行计算。那么按照我们上面的三个命题,来看如下实例: 首先我们得到=B(在上的节点用①表示),我们向右下方找路,可以发现,在第4列有两个1,根据命题2,我们选择上面的一个1,也就是说选择第1行的那个1,而不要第2行的那个1。同时我们也发现在第1行也有两个1,由命题3知,我们选择左边的那个1,即第4列的那个1。此时=BO。但是当我们的算法运行到第4行时,=BOOK,由于K在第3行第6列,而本行的1在第1列,在路最后一个节点K的左边,那么我们必须新建一条路ψ,因为我们并不能确定是否以后就有≥,当算法运行到第6行时,=BOOK,ψ=NEW,=4,=3,我们将S链到路上,此时我们得到最长右下行路=BOOKS,=5。这样我们就可以计算出这两个字符串的匹配程度。 在我们的算法设计过程中,用到了两个技巧。技巧之一,矩阵C不用存储,是动态建立的,节省了空间。技巧之二,本算法并不要求所有的S与T中所有的元素都相互进行比较,也并不存储所有的右下行路,节省了时间和空间。由矩阵中1的出现情况可见,本算法所需的空间和时间都远小于O(mn)
编辑本段结束语
本文给出了一个与模式匹配不同的,具有若干应用的,串的最大匹配算法,该算法已经在机器上实现,达到了预期的效果。本文仅讨论权值恒为1的情况,对于权值任意的情形不难由此得到推广。
编辑本段C语言代码(C Code)
#include<stdio.h> #include<string.h> void getnext(int next[],char s[],int l) { int i=1,j=0; next[1]=0; while(i<l) { if(j==0 || s[i]==s[j]) { i++;j++; next[i]=j; } else j=next[j]; } } int KMP(char s1[],char s2[],int l1,int l2,int next[]) { int i,j; i=j=1; while(i<=l1 && j<=l2) { if(j==0||s1[i]==s2[j]) { i++;j++; } else j=next[j]; } if(j>l2) return(i-l2); return 0; } int main() { int next[10001],ans; char s1[10001],s2[10001],l1,l2; scanf("%s",s1+1); scanf("%s",s2+1); l1=strlen(s1+1); l2=strlen(s2+1); getnext(next,s2,l2); ans=KMP(s1,s2,l1,l2,next); if(ans!=0) printf("%d\n",ans); else printf("No!\n"); system("pause"); return 0; }
编辑本段KMP算法的pascal实现
var next:array [1 ..1000001] of longint; s,t:ansistring; procere get_next(t:ansistring); var j,k:integer; begin j:=1; k:=0; while j<length(t) do begin if (k=0) or (t[j]=t[k]) then begin inc(j); inc(k); next[j]:=k; end else k:=next[k]; end; end; function index(s:ansistring;t:ansistring):longint; var i,j:longint; begin get_next(t); index:=0; i:=1; j:=1; while (i<=length(s))and(j<=length(t)) do begin if (j=0)or(s[i]=t[j]) then begin inc(i); inc(j); end else j:=next[j]; if j>length(t) then index:=i-length(t); end; end; begin readln(s); readln(t); writeln(index(s,t)) end.
编辑本段KMP播放器
K-multimedia player的缩写
来自韩国的影音全能播放器,与Mplayer一样从linux平台移植而来的Kmplayer(简称KMP)几乎可以播放您系统上所有的影音文件。通过各种插件扩展KMP可以支持层出不穷的新格式。强大的插件功能,直接从Winamp继承的插件功能,能够直接使用winamp的音频 ,输入,视觉效果插件,而通过独有的扩展能力,只要你喜欢,可以选择使用不同解码器对各种格式进行解码。 KMPlayer The Professional Media Player! 它支持 Winamp 2/5 的输入、常规、DSP、视觉效果、媒体库插件。无须注册表支持直接调用 Directshow 滤镜!FFdshow 的视觉特效系统~超强的 GUI 界面~安装电视卡后可以直接代替原软件直接收看电视~支持播放 DVD/VCD 以及绝大多数电脑的媒体文件(AVI 支持 Xvid/DivX/3vid/H264 OGG/OGM/MKV 容器/AC3/DTS 解码~Monkey Audio 解码~)强烈推荐!此播放器除了会将自己的配置信息写入注册表外绝对绿色~ KMplayer内置目前常见的所有解码器,包括real,QT等。 另外KMplayer安装版也是目前很少见的检查流氓软件的安装方式,如果一旦有恶意的汉化小组汉化并捆绑了流氓软件。该安装程序自动会识别,并作出提示,建议用户不要安装,虽然不是特别准确,但KMplayer的无广告及第三方插件的特点使其深受好评。 目前韩国官方已经在Kmplayer里自带了中文字库,只要用户是中文系统,软件就会自动识别,十分方便。 KMP版本: KMPlayer3.0.0.1439
‘陆’ kmp算法什么意思
KMP算法之所以叫做KMP算法是因为这个算法是由三个人共同提出来的,就取三个人名字的首字母作为该算法的名字。其实KMP算法与BF算法的区别就在于KMP算法巧妙的消除了指针i的回溯问题,只需确定下次匹配j的位置即可,使得问题的复杂度由O(mn)下降到O(m+n)。
在KMP算法中,为了确定在匹配不成功时,下次匹配时j的位置,引入了next[]数组,next[j]的值表示P[0...j-1]中最长后缀的长度等于相同字符序列的前缀。
对于next[]数组的定义如下:
1) next[j] = -1 j = 0
2) next[j] = max(k): 0<k<j P[0...k-1]=P[j-k,j-1]
3) next[j] = 0 其他
如:
P a b a b a
j 0 1 2 3 4
next -1 0 0 1 2
即next[j]=k>0时,表示P[0...k-1]=P[j-k,j-1]
因此KMP算法的思想就是:在匹配过程称,若发生不匹配的情况,如果next[j]>=0,则目标串的指针i不变,将模式串的指针j移动到next[j]的位置继续进行匹配;若next[j]=-1,则将i右移1位,并将j置0,继续进行比较。
‘柒’ 在KMP模式匹配中,用next数组存放模式串的部分匹配信息
next数组存储的数据是用来当模式串与主串不匹配的时候要模式串回退到第几个字符与主串再重新匹配,我们知道KMP算法的主串是不回朔的,当不匹配的时候我们不是退回到开始位置重新匹配,而是利用已经匹配的结果将模式串回朔到下一个位置,这个位置比开始位置更近一步;简单的说就是next[ j ]的值保存的是当模式串中第 j 个字符与主串第 i 个字符不匹配时候,模式串中的哪个字符 重新与主串第 i 个再匹配,这样总的字符比较次数比从开始位置比较的次数就少了。