串匹配BM算法KMP算法BF算法
串匹配算法是一种用于在一个主串中查一个子串的方法。主串是一个较大的字符串,而子串是一个较小的字符串。串匹配算法的目的是在主串中到子串的出现位置或者确定子串不在主串中出现。
三种常见的串匹配算法是BF算法(Brute Force算法),KMP算法(Knuth-Morris-Pratt算法)和BM算法(Boyer-Moore算法)。
1. BF算法(Brute Force算法):
BF算法是最简单直观的串匹配算法,也是最基础的算法。它的思想是从主串的第一个字符开始,逐个与子串进行匹配,如果子串中的所有字符都与主串中的字符相等,则匹配成功;否则,主串向后移动一个位置,子串从头开始重新匹配,直到到匹配或主串结束。
BF算法的时间复杂度是O(n*m),其中n是主串的长度,m是子串的长度。在最坏情况下,需要完全比较所有字符。
2. KMP算法(Knuth-Morris-Pratt算法):
KMP算法是一种改进的串匹配算法,它利用已经匹配过的部分信息来避免不必要的字符比较,从而提高匹配效率。KMP算法的核心思想是构建一个next数组,该数组存储了在子串中,在一些字符之前具有相同前缀和后缀的最大长度。
KMP算法在匹配过程中,主串和子串的指针分别从头开始遍历。如果当前字符匹配成功,则两个指针同时后移;如果匹配失败,则利用next数组的信息将子串的指针向后移动到一个合适的位置继续匹配。
KMP算法的时间复杂度是O(n+m),其中n是主串的长度,m是子串的长度。它通过构建next数组,避免了不必要的字符比较,提高了匹配效率。
3. BM算法(Boyer-Moore算法):
BM算法是一种基于启发式的串匹配算法,它通过利用模式串的特点,在匹配过程中跳跃性地移动主串的指针,从而提高匹配效率。BM算法的核心思想是从模式串的末尾到开头进行匹配,并根据不匹配字符的位置进行跳跃。
BM算法分为两个主要步骤:坏字符规则和好后缀规则。坏字符规则通过寻当前不匹配字
符在模式串中最后出现的位置,来确定主串的指针移动多少位。好后缀规则则利用已经匹配的后缀子串,在模式串中寻与之匹配的前缀子串,并根据不匹配的位置进行指针的跳跃。
BM算法的时间复杂度平均情况下为O(n/m),其中n是主串的长度,m是子串的长度。在模式串较长时,可以显著减少不必要的字符比较,提高匹配效率。
字符串长度17模式串长度总结:BF算法是最简单直观的串匹配算法,但速度较慢;KMP算法通过构建next数组,避免不必要的字符比较,提高了匹配效率;BM算法通过利用模式串的特点,跳跃性地移动主串的指针,进一步提高了匹配效率。在实际应用中,根据具体情况选择合适的算法以提高效率。

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