数据结构课程设计 使用kmp算法实现字符串的模式匹配问题
本次数据结构课程设计将使用KMP算法实现字符串的模式匹配问题。
KMP算法,全称是Knuth-Morris-Pratt算法,它是一种字符串匹配算法,可以用来解决"在一个文本串S内查一个模式串P的出现位置"这样的问题。在字符串匹配问题中,最简单朴素的算法就是暴力匹配,它的时间复杂度是O(m*n),其中m为模式串的长度,n为文本串的长度。而KMP算法通过预处理模式串,使得可以在O(n)的时间内查出文本串中的所有模式串出现的位置。
具体来说,KMP算法的核心思想是:当匹配失败时,尽可能地跳过已经匹配的部分,从而实现快速匹配。而跳过已经匹配的部分的方法则是通过对模式串进行预处理,得到一个next数组,next数组中存放的是当当前字符匹配失败后,应该跳过已匹配的字符数量,从而能够加速匹配。
下面是使用KMP算法实现字符串模式匹配的主要步骤:
1.预处理模式串,得到next数组
2.在文本串S中,按照模式串P进行匹配,记录匹配成功的位置
3.如果匹配成功,则将模式串和文本串移到下一个位置继续匹配
4.如果匹配失败,则根据next数组跳过已匹配的字符数量,从而加速匹配
本次课程设计的具体任务包括:
1.了解KMP算法的基本原理和实现方法
2.使用C++语言实现KMP算法,可以参考以下代码:
```c++
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
using namespace std;
const int N = 1e6 + 10;
char p[N], s[N];
int ne[N];
int main()
{
cin >> s + 1 >> p + 1;
int n = strlen(s + 1), m = strlen(p + 1);
//预处理next数组
for(int i = 2, j = 0; i <= m; i++)
{
while(j && p[i] != p[j + 1]) j = ne[j];
if(p[i] == p[j + 1]) j++;
ne[i] = j;
}
//匹配过程
for(int i = 1, j = 0; i <= n; i++){
while(j && s[i] != p[j+1]) j = ne[j];
字符串长度17模式串长度 if(s[i] == p[j+1]) j++;
if(j == m)
{
printf("%d ", i - m);
j = ne[j];
}
}
return 0;
}
```
3.使用自己设计的测试数据对代码进行测试,并对运行结果进行分析和总结
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