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kmp算法单词检索程序教程

雪夜

发布： 2024-12-17 19:40:05

原创

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KMP算法是一种高效的字符串匹配算法，时间复杂度为O(n+m)，用于在文本中查找子字符串。步骤包括：1. 预处理子字符串，计算失败函数；2. 匹配过程，逐一比较文本和子字符串，使用失败函数跳过不匹配字符；3. 寻找匹配项，当所有子字符串字符都匹配时，返回匹配项位置。

kmp算法单词检索程序教程

KMP算法单词检索程序教程

简介：

KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法是一种高效的字符串匹配算法，用于在给定的文本中查找子字符串。该算法具有时间复杂度为O(n+m)，其中n是文本的长度，m是子串的长度。

程序步骤：

预处理子字符串：
- 计算子字符串模式的失败函数，这会帮助优化匹配过程。
匹配过程：

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- 将文本和子字符串逐一比较。
- 如果匹配，继续比较。
- 如果不匹配，使用失败函数跳过不匹配字符。
寻找匹配项：
- 当所有子字符串字符都匹配时，找到匹配项。
- 使用模式长度偏移匹配项位置。

代码示例：

<code class="python">def kmp_match(text, pattern):
    """
    使用KMP算法匹配文本中的子串

    Args:
        text (str): 文本
        pattern (str): 子串

    Returns:
        int: 匹配项的位置，如果没有匹配返回-1
    """

    # 计算失败函数
    fail = compute_failure(pattern)

    # 初始化匹配位置
    i = 0
    j = 0

    # 匹配过程
    while i < len(text):
        if text[i] == pattern[j]:
            i += 1
            j += 1

        # 匹配完成
        if j == len(pattern):
            return i - j

        # 不匹配时使用失败函数
        elif i < len(text) and pattern[j] != text[i]:
            if j != 0:
                j = fail[j - 1]
            else:
                i += 1

    # 没有匹配
    return -1

def compute_failure(pattern):
    """
    计算失败函数

    Args:
        pattern (str): 子串

    Returns:
        list: 失败函数
    """

    # 初始化失败函数
    fail = [0] * len(pattern)

    # 计算失败函数
    i = 1
    j = 0

    # 逐一计算失败函数
    while i < len(pattern):
        if pattern[i] == pattern[j]:
            j += 1
            fail[i] = j
            i += 1
        elif j > 0:
            j = fail[j - 1]
        else:
            fail[i] = 0
            i += 1

    return fail</code>

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使用示例：

<code class="python">text = "ABCDABCFABCA"
pattern = "ABCA"

match = kmp_match(text, pattern)

if match != -1:
    print("匹配找到，位置：", match)
else:
    print("没有匹配")</code>

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输出：