字符串匹配 之 KMP算法

文章目录

• 习题
• • 28.找出字符串中第一个匹配项的下标
  • 1392.最长快乐前缀

本博客充分参考灵神和知乎的另一位博主

灵神KMP算法模版
知乎博主通俗易懂讲解

• 对于给定一个主串S和一个模式串P,如果让你求解出模式串P在主串S中匹配的情况下的所有的开始下标
• 简单的做法又称为Brute-Force算法,其实总的来说就是，外层循环遍历主串S,内存循环遍历模式串P,逐个匹配，当出现匹配不成功的情况，外层循环回到开始匹配位置+1,内层循环直接返回位置0，可想而知，这个算法的时间复杂度是o(n*m)
• KMP算法的改进思路，就是比较的时候，肯定是一个个比较的，这个是不能改进的，主要是可以降低比较趟数！
  • 外层循环主串S不会退，只回退模式串P，并且模式串P回退的时候充分利用真前缀和真后缀的最大匹配的长度！

话不多说，大家可以看上面知乎的讲解就可以啦！

KMP算法python 模版

模版解决的问题：在主串s中查找模式串p,返回所有成功匹配的位置

def kmp(s: str, p: str) -> List[int]:
    m = len(p)
    # next[i] 表示p[0] 到 p[i] 的真前缀和真后缀的最大匹配长度
    next = [0] * m
    # cnt 用于记录当前模式串p的真前缀和真后缀的最大匹配长度
    cnt = 0
    for i in range(1, m):
        b = p[i]
        while cnt and p[cnt] != b:
            cnt = pi[cnt - 1]
        if p[cnt] == b:
            cnt += 1
        next[i] = cnt
	
	# 记录答案
    pos = []
    # cnt 用于存储主串s和模式串p的匹配长度
    cnt = 0
    for i, b in enumerate(text):
    	# 不相等就让模式串p回退
        while cnt and p[cnt] != b:
            cnt = next[cnt - 1]
        if p[cnt] == b:
            cnt += 1
        if cnt == len(p):
            pos.append(i - m + 1)
            # 注意这个
            cnt = next[cnt - 1]
    return pos

习题

28.找出字符串中第一个匹配项的下标

28.找出字符串中第一个匹配项的下标

• 典型的KMP算法的模版题目

class Solution:
    def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int:
        # KMP算法
        m = len(needle)
        next = [0]*m 
        cnt = 0
        # 预处理next数组
        for i in range(1,m):
            b = needle[i]
            while cnt and needle[cnt] != b :
                cnt = next[cnt-1]
            if needle[cnt] == b:
                cnt += 1
            next[i] = cnt 
        
        # 开始匹配
        cnt = 0 
        for i,b in enumerate(haystack):
            while cnt and needle[cnt] != b:
                cnt = next[cnt-1]
            
            if needle[cnt] == b:
                cnt += 1
            
            if cnt == m:
                return i - m + 1
        
        return -1

1392.最长快乐前缀

1392.最长快乐前缀

• 算法思路：直接使用KMP算法进行求解，最终的next[m-1]就是最大的长度

class Solution:
    def longestPrefix(self, s: str) -> str:
        # 这个就是knp算法的max(next)
        m = len(s)
        next = [0]*(m)
        cnt = 0 
        ans = 0
        for i in range(1,m):
            b = s[i]
            while cnt and s[cnt] != b:
                cnt = next[cnt-1]
            if s[cnt] == b:
                cnt += 1
            next[i] = cnt
        return s[:next[m-1]] if next[m-1] > 0 else ""