与KMP算法的相爱相杀之-----深刻理解记忆KMP算法(祥解)
作者:互联网
引言:今天被这道题整笑了,也被这道题打醒了,原来我还没有真正的理解KMP算法
先来讲讲这道题有多有趣先:
一:
对于熟悉了解面向对象的封装性来说,解决这道题只需要一行代码哈哈哈有被笑到,以下是Java代码:
return haystack.indexOf(needle);
OK今天的面试到此结束,可以回去等通知了
二.
暴力枚举:每一个都进行比较
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
if(needle.equals("")) return 0;
int slow, fast, m = haystack.length(), n = needle.length(), k;
for(slow = 0; slow < m - n + 1; slow++){
k = slow;
for(fast = 0; fast < n; fast++){
if(haystack.charAt(k) != needle.charAt(fast))
break;
k++;
}
if(fast == n) return slow;
}
return -1;
}
}
虽然都可以过,但性能太差,所以下面主角登场---------KMP算法,专治各种子串匹配:
说来惭愧,在使用它前我又忘了怎么算,于是又去翻了资料,于是出于胜负欲的刺激下,我这次要完完整整踏踏实实深深刻刻的干了KMP算法,并且做好笔记,理解每一处细节
下面先引入俩个概念:getNext数组要用到
前缀:包含第一个字符且不含最后一个字符
后缀:包含最后一个字符且不含第一个字符
注:前缀串与后缀串的对比都是从左到右!!
声明:下面可以跟着然后自己手算多练习几个,对理解后续的代码有很大帮助
1.首先,获取next[] 数组,下面我直接上图吧,扣字描述费键盘
需要的话就多手写几个例子,手写不难,主要是代码是理解较费劲
然后直接上代码:
public static void getNext(int[] next, String sonStr){
int len = sonStr.length();
char[] ch = sonStr.toCharArray();
int i = 0, k = 1;/*求从第三个起的前后缀相同字符个数,
//i表示前缀开始,k表示后缀开始(即每次的j-1)
因此第j个的表示是:k+1 */
next[0] = -1;
next[1] = 0;
while(k < len - 1 ){
if(i != -1 && ch[i] == ch[k]){
next[k+1] = i + 1;/*
这里就是第j个的赋值,
因为i从0开始,所以计算个数要+1
*/
i++;
k++;
}
else if(i == -1){
next[k + 1] = 0;
/*如果i == -1,就是说明第j个的前后缀没有相同的字符,就赋值0然后继续比较下一个,所以k++
那么前缀继续由第一个开始,即下标0,所以i++
*/
i++;
k++;
}
else{
//这里是重点,i = next[i],我个人认为有动态规划的嫌疑
//因为此处前后缀不匹配,但也许前缀的i倒退几格就能与后缀匹配上了
//因此要借助前面的值才知道我们的i要推回哪里,回到-1就说明匹配不上,因此有动态规划的嫌疑
i = next[i];
}
}
}
下面开始分析:(代码有注释,可以看)
一:Next数组有俩个特数值:next[0] = -1, 与next[1] = 0,每一次求next[]可以直接先赋值,因为next[1]前只有一个字符,所以他即包含了第一个字符且含最后一个符,因此比不了(根据前缀和后缀的定义)。
所以也说明了子串要超过2个字符才能调用该方法,否则报错
二:
该方法求的是第 j 个,但要从第j -1个开始,而j -1又得看 j - 2的结果所以有动态规划的嫌疑,
详解可看上面代码的讲解
最后附上完整调试代码:
package FirstPackage;
public class KMP {
public static void main(String[] args) {
String fatherStr = "mississippi";
String sonStr = "issip";
System.out.println(testKMP(fatherStr,sonStr));
}
public static int testKMP(String fatherStr,String sonStr) {
int n = fatherStr.length(), m = sonStr.length();
if(m == 0) return 0;
else if(m < 2) {
return fatherStr.indexOf(sonStr.charAt(0));
}
else {
int[] next = new int[m];
getNext(next, sonStr);
int i = 0, j = 0;
//while循环一定要这么写,俩者一个不成立都不行,否则会报下标越界的错误
while( j < n && i < m ) {
if(i == -1 || fatherStr.charAt(j) == sonStr.charAt(i)) {
i++;
j++;
}
else i = next[i]; //不匹配 i 就回到i该回去的地方
}
if(i == m) return j - i; //举例手算一下,就是这个值
else return -1;
}
}
public static void getNext(int[] next, String sonStr){
int len = sonStr.length();
char[] ch = sonStr.toCharArray();
int i = 0, k = 1;
next[0] = -1;
next[1] = 0;
while(k < len - 1 ){
if(i != -1 && ch[i] == ch[k]){
next[k+1] = i + 1;
i++;
k++;
}
else if(i == -1){
next[k + 1] = 0;
i++;
k++;
}
else{
i = next[i];
}
}
}
}
然后我们再提交一下结果,看看KMP的性能:
测试代码如下:–这里所有可能情况都一一考虑到了
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
int n = haystack.length(), m = needle.length();
if(m == 0) return 0;
else if(m < 2) {
return haystack.indexOf(needle.charAt(0));
}
else {
int[] next = new int[m];
getNext(next, needle);
int i = 0, j = 0;
while( j < n && i < m ) {
if(i == -1 || haystack.charAt(j) == needle.charAt(i)) {
i++;
j++;
}
else i = next[i];
}
if(i == m) return j - i;
else return -1;
}
}
public static void getNext(int[] next, String sonStr){
int len = sonStr.length();
char[] ch = sonStr.toCharArray();
int i = 0, k = 1;
next[0] = -1;
next[1] = 0;
while(k < len - 1 ){
if(i != -1 && ch[i] == ch[k]){
next[k+1] = i + 1;
i++;
k++;
}
else if(i == -1){
next[k + 1] = 0;
i++;
k++;
}
else{
i = next[i];
}
}
}
}
哇giao,大佬们研究的算法就是不一样。而对于我这种菜鸟,只需要站在巨人的肩膀上,记住和学习他们的思想就行了
好了,文章到这里终于结束,希望这次能真正地悟道巨人们的思想,资料不再翻来翻去
标签:String,sonStr,++,相杀,next,int,算法,KMP,else 来源: https://blog.csdn.net/XJ200012/article/details/120399205