基础数据结构-串-KMP算法

KMP算法用于模式串字符匹配，因为没有提前预习，上课时听得云里雾里，后来回去看了一晚上，翻了一些网上的讲解才理解了。我简单讲一下，我们在一串字符串A里搜索匹配另一段字符串B时，思路最简单方法的就是从第一位开始一个个对照匹配，出现错误就移动到第二个字符继续匹配，不匹配再第三个。但这样毕竟性能比较低，KMP引入了一个next数组，先将需要匹配的这段字符B计算出next值，在AB匹配的时候如果出现不匹配的情况，就根据next值跳到对应的字符继续匹配，所以中间就省略了一些不必要的匹配，从而提高了性能。next值的计算网上有很几种不同的方法，初始下标从-1~1都有。我学习的主要是严蔚敏老师的书，从0开始，第二位是1，书里是根据最经典的next值计算公式计算的。贴下代码让大家参考一下，具体的next值计算回学校拿到书后更新。

第一个输入t，表示有t个实例
第二行输入第1个实例的主串，第三行输入第1个实例的模式串
以此类推
第一行输出第1个实例的模式串的next值
第二行输出第1个实例的匹配位置，位置从1开始计算，如果匹配成功输出位置，匹配失败输出0
以此类推

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class myString
{
    private:    
        string mainstr;
        int size;
        
        void GetNext(string p,int next[]);
        int KMPFind(string p,int pos,int next[]);
        
    public:
        
        myString();
        ~myString();
        void SetVal(string sp);
        int KMPFindSubsstr(string p,int pos);
};

myString::myString()
{
    size = 0;
    mainstr = "";
}
myString::~myString()
{
    size = 0;
    mainstr = "";
}

void myString::SetVal(string sp)
{
    mainstr = "";
    mainstr.assign(sp);
    size = mainstr.length();
}

int myString::KMPFindSubsstr(string p,int pos)
{
    int i;
    int L = p.length();
    int *next = new int[L+1];
    next[0] = 0;
    GetNext(p,next);
    for(i=1;i<=L;i++)
    {
        cout <<next[i] <<' ';
    }    
    cout<<endl;
    int v = -1;
    v = KMPFind(p,pos,next);
    
    delete []next;
    return v;
}

void myString::GetNext(string p,int next[])
{
    int i=1,j=0;
    next[1]=0; 
    while(i<p.length())
    {
        if(j==0||p[i-1]==p[j-1]){
            ++i;
            ++j;
            next[i] = j;
        }
        else
        {
            j = next[j];
        }
    }
}

int myString::KMPFind(string p,int pos,int next[])
{
    int i,j;
    i=pos;
    j=1;
    while(i<=mainstr.length()&&j<=p.length())
    {
        if(j==0||mainstr[i-1]==p[j-1])
        {
            ++i;++j;
        }
        else j=next[j];
    }
    if(j>p.length())
    {
        return i-p.length();
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

int main()
{
    int num;
    cin>> num;
    for(int i=0;i<num;i++)
    {
        string main,pattern;
        cin >>main;
        myString NewString;
        NewString.SetVal(main);
        cin >>pattern;
        cout <<NewString.KMPFindSubsstr(pattern,1) <<endl;    
    }
    return 0;
}