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kmp初步
This commit is contained in:
Xu Bai
2
.vscode/c_cpp_properties.json
vendored
2
.vscode/c_cpp_properties.json
vendored
@@ -13,7 +13,7 @@
|
||||
"compilerPath": "C:\\MinGW\\bin\\gcc.exe",
|
||||
"cStandard": "c11",
|
||||
"cppStandard": "c++17",
|
||||
"intelliSenseMode": "clang-x64"
|
||||
"intelliSenseMode": "${default}"
|
||||
}
|
||||
],
|
||||
"version": 4
|
||||
|
||||
262
_03.串/02模式匹配_KMP.c
Normal file
262
_03.串/02模式匹配_KMP.c
Normal file
@@ -0,0 +1,262 @@
|
||||
#include "string.h"
|
||||
#include "stdio.h"
|
||||
#include "stdlib.h"
|
||||
#include "io.h"
|
||||
#include "math.h"
|
||||
#include "time.h"
|
||||
|
||||
#define OK 1
|
||||
#define ERROR 0
|
||||
#define TRUE 1
|
||||
#define FALSE 0
|
||||
#define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */
|
||||
|
||||
typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
|
||||
typedef int ElemType; /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
|
||||
|
||||
typedef char String[MAXSIZE + 1]; /* 0号单元存放串的长度 */
|
||||
|
||||
/* 生成一个其值等于chars的串T */
|
||||
Status StrAssign(String T, char *chars)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
if (strlen(chars) > MAXSIZE)
|
||||
return ERROR;
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
T[0] = strlen(chars);
|
||||
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
|
||||
T[i] = *(chars + i - 1);
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
Status ClearString(String S)
|
||||
{
|
||||
S[0] = 0; /* 令串长为零 */
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 输出字符串T。 */
|
||||
void StrPrint(String T)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
|
||||
printf("%c", T[i]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 输出Next数组值。 */
|
||||
void NextPrint(int next[], int length)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 1; i <= length; i++)
|
||||
printf("%d", next[i]);
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 返回串的元素个数 */
|
||||
int StrLength(String S)
|
||||
{
|
||||
return S[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 朴素的模式匹配法 */
|
||||
int Index(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */
|
||||
int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
|
||||
{
|
||||
if (S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续 */
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else /* 指针后退重新开始匹配 */
|
||||
{
|
||||
i = i - j + 2; /* i退回到上次匹配首位的下一位 */
|
||||
j = 1; /* j退回到子串T的首位 */
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
return i - T[0];
|
||||
else
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 通过计算返回子串T的next数组。 */
|
||||
void get_next(String T, int *next)
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
i = 1;
|
||||
j = 0;
|
||||
next[1] = 0;
|
||||
while (i < T[0]) /* 此处T[0]表示串T的长度 */
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || T[i] == T[j]) /* T[i]表示后缀的单个字符，T[j]表示前缀的单个字符 */
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
next[i] = j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
j = next[j]; /* 若字符不相同，则j值回溯 */
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在，则函数返回值为0。 */
|
||||
/* T非空，1≤pos≤StrLength(S)。 */
|
||||
int Index_KMP(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */
|
||||
int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */
|
||||
int next[255]; /* 定义一next数组 */
|
||||
get_next(T, next); /* 对串T作分析，得到next数组 */
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续，与朴素算法增加了j=0判断 */
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else /* 指针后退重新开始匹配 */
|
||||
j = next[j]; /* j退回合适的位置，i值不变 */
|
||||
}
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
return i - T[0];
|
||||
else
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 求模式串T的next函数修正值并存入数组nextval */
|
||||
void get_nextval(String T, int *nextval)
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
i = 1;
|
||||
j = 0;
|
||||
nextval[1] = 0;
|
||||
while (i < T[0]) /* 此处T[0]表示串T的长度 */
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || T[i] == T[j]) /* T[i]表示后缀的单个字符，T[j]表示前缀的单个字符 */
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
if (T[i] != T[j]) /* 若当前字符与前缀字符不同 */
|
||||
nextval[i] = j; /* 则当前的j为nextval在i位置的值 */
|
||||
else
|
||||
nextval[i] = nextval[j]; /* 如果与前缀字符相同，则将前缀字符的 */
|
||||
/* nextval值赋值给nextval在i位置的值 */
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
j = nextval[j]; /* 若字符不相同，则j值回溯 */
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int Index_KMP1(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */
|
||||
int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */
|
||||
int next[255]; /* 定义一next数组 */
|
||||
get_nextval(T, next); /* 对串T作分析，得到next数组 */
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续，与朴素算法增加了j=0判断 */
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else /* 指针后退重新开始匹配 */
|
||||
j = next[j]; /* j退回合适的位置，i值不变 */
|
||||
}
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
return i - T[0];
|
||||
else
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
int i, *p;
|
||||
String s1, s2;
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "abcdex");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "abcabx");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "ababaaaba");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "aaaaaaaab");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "ababaaaba");
|
||||
printf(" 子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf(" Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
get_nextval(s1, p);
|
||||
printf("NextVal为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "aaaaaaaab");
|
||||
printf(" 子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf(" Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
get_nextval(s1, p);
|
||||
printf("NextVal为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "00000000000000000000000000000000000000000000000001");
|
||||
printf("主串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
StrAssign(s2, "0000000001");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s2);
|
||||
printf("\n");
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（朴素模式匹配算法）\n", Index(s1, s2, 1));
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP算法） \n", Index_KMP(s1, s2, 1));
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP改良算法） \n", Index_KMP1(s1, s2, 1));
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
305
_03.串/_b.KMP.c
Normal file
305
_03.串/_b.KMP.c
Normal file
@@ -0,0 +1,305 @@
|
||||
/*
|
||||
* @Author: Xu Bai
|
||||
* @Date: 2019-07-08 21:43:47
|
||||
* @LastEditors: Xu Bai
|
||||
* @LastEditTime: 2019-07-08 22:48:27
|
||||
*/
|
||||
#include "stdio.h"
|
||||
#include "stdlib.h"
|
||||
#include "io.h"
|
||||
#include "string.h"
|
||||
|
||||
#define OK 1
|
||||
#define ERROR 0
|
||||
#define TRUE 1
|
||||
#define FALSE 0
|
||||
#define MAXSIZE 100
|
||||
|
||||
typedef int Status;
|
||||
typedef int ElemType;
|
||||
typedef char String[MAXSIZE];
|
||||
|
||||
/*生成一个其值等于chars的字符串T */
|
||||
Status StrAssign(String T, char *chars)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
if (strlen(chars) > MAXSIZE)
|
||||
{
|
||||
return ERROR;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
T[0] = strlen(chars);
|
||||
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
|
||||
{
|
||||
T[i] = *(chars + i - 1);
|
||||
}
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*清空串 */
|
||||
Status ClearString(String S)
|
||||
{
|
||||
S[0] = 0;
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void StrPrint(String T)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
|
||||
{
|
||||
printf("%c ", T[i]);
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*输出next数组 */
|
||||
void NextPrint(int Next[], int Length)
|
||||
{
|
||||
int i;
|
||||
for (i = 1; i <= Length; i++)
|
||||
{
|
||||
printf("%d ", Next[i]);
|
||||
}
|
||||
printf("\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
int StrLength(String S)
|
||||
{
|
||||
return S[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*朴素匹配 */
|
||||
int Index(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
int i = pos;
|
||||
/*i标记主串S的下标 */
|
||||
int j = 1;
|
||||
/*j为模式串T的下标 */
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0])
|
||||
{
|
||||
if (S[i] == T[j])
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
i = i - j + 2;
|
||||
j = 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
{
|
||||
return i - T[0];
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*计算生成模式串T的Next数组 */
|
||||
void GetNext(String T, int *Next)
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
i = 1;
|
||||
j = 0;
|
||||
Next[1] = 0;
|
||||
while (i < T[0])
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || T[i] == T[j])
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
Next[i] = j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
j = Next[j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*返回子串（模式串）T在主串S中第pos个字符之后?位置，若不存在返回0 */
|
||||
int IndexByKMP(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
int i = pos;
|
||||
int j = 1;
|
||||
int next[255];
|
||||
GetNext(T, next);
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0])
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || S[i] = T[i])
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
j = next[j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
{
|
||||
return i - T[0];
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*计算Nextval数组 */
|
||||
void GetNextVal(String T, int *NextVal)
|
||||
{
|
||||
int i, j;
|
||||
i = 1;
|
||||
j = 0;
|
||||
NextVal[1] = 0;
|
||||
while (i < T[0])
|
||||
{
|
||||
if (j == 0 || T[i] == T[j])
|
||||
{
|
||||
/*T[i]表示后缀的单个字符，T[j]前缀 */
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
if (T[i] != T[j])
|
||||
{
|
||||
/*若当前字符与前缀字符不同，则当前的j为NextVal在i位置的值*/
|
||||
NextVal[i] = j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
/*若与前缀字符相同，则将前缀字符的nextval值赋值给nextval在i位置的值 */
|
||||
NextVal[i] = NextVal[j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
/*若字符不相同，则j回溯 */
|
||||
j = NextVal[j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int IndexByKMP2(String S, String T, int pos)
|
||||
{
|
||||
/*i用来主串S当前位置下标值 */
|
||||
int i = pos;
|
||||
int j = 1;
|
||||
int next[255];
|
||||
GetNextVal(T, next);
|
||||
while (i <= S[0] && j <= T[0])
|
||||
{
|
||||
/* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
|
||||
if (j == 0 || S[i] == T[j])
|
||||
{
|
||||
++i;
|
||||
++j;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
j = next[j];
|
||||
/* j退回合适的位置，i值不变 */
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (j > T[0])
|
||||
{
|
||||
return i - T[0];
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
int i, *p;
|
||||
String s1, s2;
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "abcdex");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "abcabx");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "ababaaaba");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "aaaaaaaab");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf("Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "ababaaaba");
|
||||
printf(" 子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf(" Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
get_nextval(s1, p);
|
||||
printf("NextVal为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "aaaaaaaab");
|
||||
printf(" 子串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
i = StrLength(s1);
|
||||
p = (int *)malloc((i + 1) * sizeof(int));
|
||||
get_next(s1, p);
|
||||
printf(" Next为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
get_nextval(s1, p);
|
||||
printf("NextVal为: ");
|
||||
NextPrint(p, StrLength(s1));
|
||||
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
|
||||
StrAssign(s1, "00000000000000000000000000000000000000000000000001");
|
||||
printf("主串为: ");
|
||||
StrPrint(s1);
|
||||
StrAssign(s2, "0000000001");
|
||||
printf("子串为: ");
|
||||
StrPrint(s2);
|
||||
printf("--------------------------------\n");
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（朴素模式匹配算法）\n", Index(s1, s2, 1));
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP算法） \n", Index_KMP(s1, s2, 1));
|
||||
printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP改良算法） \n", Index_KMP1(s1, s2, 1));
|
||||
|
||||
getchar();
|
||||
return OK;
|
||||
}
|
||||
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