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高效的字符串匹配算法

2023-11-16 10:55:08 1阅读

  • 暴力匹配:时间复杂度O(m * n)
        private static int forceMatch(String originS, String matchedS) {
    
            char[] originArray = originS.toCharArray();
            char[] matchedArray = matchedS.toCharArray();
    
            int originLen = originS.length();
            int matchedLen = matchedS.length();
    
            int i = 0, j = 0;
            while (i < originLen && j < matchedLen) {
                if (originArray[i] == matchedArray[j]) {
                    // 相等则继续位移比较(需要同时移位)
                    i++;
                    j++;
                } else {
                    // 不相等则长字符串回到原点,重新比较
                    i = i - j + 1;
                    j = 0;
                }
            }
            // 匹配字符串完全找到
            if (j == matchedLen) {
                return i - j;
            } else {
                return -1;
            }
        } 
 
  • KMP匹配:时间复杂度O(m + n)
      /**
         * @param originS  长字符串
         * @param matchedS 要匹配的字符串
         * @return 匹配字符在长字符串中的位置
         */
        private static int kmpMatch(String originS, String matchedS) {
            // next 数组各值的含义:代表当前字符之前的字符串中,有多大长度的相同前缀后缀。
            // 例如如果next [j] = k,代表j 之前的字符串中有最大长度为k 的相同前缀后缀
    
            char[] originArray = originS.toCharArray();
            char[] matchedArray = matchedS.toCharArray();
    
            int originLen = originS.length();
            int matchedLen = matchedS.length();
    
            int[] next = getNext(matchedArray);
    
            int i = 0, j = 0;
            while (i < originLen && j < matchedLen) {
                if (j == -1 || originArray[i] == matchedArray[j]) {
                    // 相等则继续位移比较(需要同时移位)
                    i++;
                    j++;
                } else {
                    // j != -1,且当前字符匹配失败(originArray[i] != matchedArray[j]),则令 i 不变,j = next[j]
                    // next[j]即为j所对应的next值
                    // 失配时,模式串向右移动的位数为:已匹配字符数 - 失配字符的上一位字符所对应的最大长度值
                    // 失配时,模式串向右移动的位数为:失配字符所在位置 - 失配字符对应的next 值
                    j = next[j];
                }
            }
            // 匹配字符串完全找到
            if (j == matchedLen) {
                return i - j;
            } else {
                return -1;
            }
        }
    
        /**
         * 获取失配时的位移数组
         * 求解原理为:
         * 1. 匹配字符串的前缀后缀的公共元素的最大长度值的对应数组
         * 2. eg: abab : 0 0 1 2
         * 3. 最大对称长度的前缀后缀,然后整体右移一位,初值赋为-1
         * 4. eg: abab : -1 0 0 1
         * @param matchedArray 需要匹配的pattern字符串
         * @return 位移数组
         */
        private static int[] getNext(char[] matchedArray) {
            int matchedLen = matchedArray.length;
            int[] next = new int[matchedLen];
            next[0] = -1;
            int k = -1;
            int j = 0;
            while (j < matchedLen - 1) {
                // matchedArray[k]表示前缀,matchedArray[j]表示后缀
                // matchedArray[j] == matchedArray[k] 此判断是因为matchedArray[j]已经失配,用相同的matchedArray[k], 位移后去匹配一样是失配.
                // 故二者相等时,继续递归
                if (k == -1 || matchedArray[j] == matchedArray[k]) {
                    ++k;
                    ++j;
                    next[j] = k;
                } else {
                    k = next[k];
                }
            }
            return next;
        }
   
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高效的字符串匹配算法

2023-11-16 10:55:08 1阅读

  • 暴力匹配:时间复杂度O(m * n)
        private static int forceMatch(String originS, String matchedS) {
    
            char[] originArray = originS.toCharArray();
            char[] matchedArray = matchedS.toCharArray();
    
            int originLen = originS.length();
            int matchedLen = matchedS.length();
    
            int i = 0, j = 0;
            while (i < originLen && j < matchedLen) {
                if (originArray[i] == matchedArray[j]) {
                    // 相等则继续位移比较(需要同时移位)
                    i++;
                    j++;
                } else {
                    // 不相等则长字符串回到原点,重新比较
                    i = i - j + 1;
                    j = 0;
                }
            }
            // 匹配字符串完全找到
            if (j == matchedLen) {
                return i - j;
            } else {
                return -1;
            }
        } 
 
  • KMP匹配:时间复杂度O(m + n)
      /**
         * @param originS  长字符串
         * @param matchedS 要匹配的字符串
         * @return 匹配字符在长字符串中的位置
         */
        private static int kmpMatch(String originS, String matchedS) {
            // next 数组各值的含义:代表当前字符之前的字符串中,有多大长度的相同前缀后缀。
            // 例如如果next [j] = k,代表j 之前的字符串中有最大长度为k 的相同前缀后缀
    
            char[] originArray = originS.toCharArray();
            char[] matchedArray = matchedS.toCharArray();
    
            int originLen = originS.length();
            int matchedLen = matchedS.length();
    
            int[] next = getNext(matchedArray);
    
            int i = 0, j = 0;
            while (i < originLen && j < matchedLen) {
                if (j == -1 || originArray[i] == matchedArray[j]) {
                    // 相等则继续位移比较(需要同时移位)
                    i++;
                    j++;
                } else {
                    // j != -1,且当前字符匹配失败(originArray[i] != matchedArray[j]),则令 i 不变,j = next[j]
                    // next[j]即为j所对应的next值
                    // 失配时,模式串向右移动的位数为:已匹配字符数 - 失配字符的上一位字符所对应的最大长度值
                    // 失配时,模式串向右移动的位数为:失配字符所在位置 - 失配字符对应的next 值
                    j = next[j];
                }
            }
            // 匹配字符串完全找到
            if (j == matchedLen) {
                return i - j;
            } else {
                return -1;
            }
        }
    
        /**
         * 获取失配时的位移数组
         * 求解原理为:
         * 1. 匹配字符串的前缀后缀的公共元素的最大长度值的对应数组
         * 2. eg: abab : 0 0 1 2
         * 3. 最大对称长度的前缀后缀,然后整体右移一位,初值赋为-1
         * 4. eg: abab : -1 0 0 1
         * @param matchedArray 需要匹配的pattern字符串
         * @return 位移数组
         */
        private static int[] getNext(char[] matchedArray) {
            int matchedLen = matchedArray.length;
            int[] next = new int[matchedLen];
            next[0] = -1;
            int k = -1;
            int j = 0;
            while (j < matchedLen - 1) {
                // matchedArray[k]表示前缀,matchedArray[j]表示后缀
                // matchedArray[j] == matchedArray[k] 此判断是因为matchedArray[j]已经失配,用相同的matchedArray[k], 位移后去匹配一样是失配.
                // 故二者相等时,继续递归
                if (k == -1 || matchedArray[j] == matchedArray[k]) {
                    ++k;
                    ++j;
                    next[j] = k;
                } else {
                    k = next[k];
                }
            }
            return next;
        }
   
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