js实现KMP算法，浅显易懂

开始

开始看了很多遍视频，一直一脸懵逼，然后看了几篇博客文章，一i边比较，一边自己码，总算理解了。

• 首先，KMP算法是用来干什么的？用来匹配字符串，如果匹配，返回索引值。
• 其次，为什么要用KMP算法？因为能简化时间复杂度（废话，算法都是用来提升效率的）。
• 然后，KMP算法是以什么方式简化时间复杂度的？
  • 一般我们匹配字符串可以用正则表达式，或者拿这个字符串与目标字符串一个个比较，那么就有一个问题，如果其中一个、最坏的是仅仅最后一个不匹配依然要从头开始匹配，这就很没必要，如：
  • 而KMP算法，当某一个匹配失败后，通过一个next数组指导下一次匹配索引。展现出来的效果：很明显，它没有回去从 b 开始匹配，由于前四个字符都一一匹配，且各不相同，直接跳至 a 和 e 比较，然后马上匹配到正确的字符串。
  • 在这里，模板字符串的前四个字符是各不相同的，所有一次跳四位，如果模板字符串在失配的字符前的字符有相同的呢？就要用到next数组。

next数组

• 前缀后缀就不说了，只讲最大公共字符串长度
  • 例如一个模板字符串：ababac
  • 为了适应代码和一些字符串方法，我求最大公共字符串长度方式可能有点不一样。比如abab：就假设在后面这个b处失配时，它的前缀后缀最大公共字符串长度为1；比如ababac：就假设在 c 处失配时，它的前缀后缀最大公共字符串长度为3
• 最后由最大公共字符串长度值，组成数组next数组，最重要的是next数组的用法。

代码区

先看总体代码

const str = 'abababababac';
const mat = 'ababac';

/**
* 
* @param {*} str 目标字符串
* @param {*} mat 模板字符串
*/
function kmp(str, mat) {
   let commonMaxLen = 0;       // 最大公共字符串长度
   let next = [0, 0];          // 字符串的前两个字符的最大公共前缀长度直接赋值为0
   let matLen = mat.length;    // 模板字符串长度
   let strIndex = 0;           // str 中当前匹配的索引
   let matIndex = 0;           // mat 中当前匹配的索引

   // 该循环求出 next 数组
   for (let i = 2; i <= matLen - 1; i++) {
       let temp = mat.slice(0, i)    
       for (let j = 1; j < temp.length - 1; j++) {
           let tempSub1 = temp.slice(0, j)
           let tempSub2 = temp.slice(temp.length - j, temp.length);
           if (tempSub1 == tempSub2) {
               commonMaxLen = tempSub1.length;
           }
       }
       next[i] = commonMaxLen;
   }

   console.log('next: ', next);    // [ 0, 0, 0, 1, 2, 3 ]

   while (matIndex < matLen && strIndex < str.length) {
       if (str[strIndex] == mat[matIndex]) {   // 如果当前两个字符相等，移动至下一位
           strIndex++;
           matIndex++;
       } else {
           if(matIndex==0){    // 如果指示为元素为 0，目标字符串索引加1，从头开始匹配
               strIndex+=1;
           }else {
               matIndex = next[matIndex];  // next 数组中的元素指示模板字符串哪个元素去匹配
           }
       }
   }

   if(matIndex==matLen){   // 匹配成功时，跳出while循环，模板字符串索引是等于它的长度的
       return `该字符串位于 ${strIndex-matLen} 处`;
   }

   return '没找到';
}

next数组产生部分

• 无论哪个字符串，它的前两个字符的最大公共字符串长度都是0，因此上面直接赋值const next=[ 0, 0]。
• 利用slice方法，每次截取一个子字符串，然后循环，继续截取，比较是否相等，得到最大长度后，直接赋值给next数组。细节地方就是，按照我的方法看待最大公共字符长度，字符串最后一位是假设它失配，看它前缀后缀匹配个数就好。因此，slice方法不用截取模板字符串的最后一位。

// 该循环求出 next 数组
    for (let i = 2; i <= matLen - 1; i++) {
        let temp = mat.slice(0, i)    
        for (let j = 1; j < temp.length - 1; j++) {
            let tempSub1 = temp.slice(0, j)
            let tempSub2 = temp.slice(temp.length - j, temp.length);
            if (tempSub1 == tempSub2) {
                commonMaxLen = tempSub1.length;
            }
        }
        next[i] = commonMaxLen;
    }

字符串匹配部分

• 循环结束条件：如果模板字符串索引不小于（一般要么小于要么等于）它自身长度（最后一个字符匹配后，有个加1）结束循环：如果目标字符串的索引不小于它自身长度，结束循环；
• 判断条件：第一个 if 呢，如果当前两个字符匹配，两个索引都加一，然后再判断连续的下一个字符。else 不匹配时，再分两种情况：如果模板字符串的索引为 0，说明第一个就没有匹配成功；如果模板字符串的索引不为 0 ，说明前几次有匹配成功的（因为有个 ++ ），然后通过next数组中对应的索引元素指示下一次匹配使用的模板字符是哪一个。

while (matIndex < matLen && strIndex < str.length) {
        if (str[strIndex] == mat[matIndex]) {   // 如果当前两个字符相等，移动至下一位
            strIndex++;
            matIndex++;
        } else {
            if(matIndex==0){    // 如果指示为元素为 0，目标字符串索引加1，从头开始匹配
                strIndex+=1;
            }else {
                matIndex = next[matIndex];  // next 数组中的元素指示模板字符串哪个元素去匹配
            }
        }
    }

判断是否匹配成功

• 如果模板字符串索引值等于它自身的长度，说明是把它自身所有的字符完全匹配成功后才跳出。不然的话，它会被next数组赋值。

	if(matIndex==matLen){   // 匹配成功时，跳出while循环，模板字符串索引是等于它的长度的
        return `该字符串位于 ${strIndex-matLen} 处`;
    }

    return '没找到';

标签：字符,匹配,浅显易懂,next,索引,KMP,字符串,js,模板
来源： https://blog.csdn.net/qq_45209973/article/details/104843515