Js实现kmp算法_字符串查找算法

摘要:KMP算法是一种改进的字符串匹配算法,由D.E.Knuth,J.H.Morris和V.R.Pratt同时发现,因此人们称它为克努特——莫里斯——普拉特操作(简称KMP算法)。KMP算法的关键是利用匹配失败后的信息

KMP算法是一种改进的字符串匹配算法,由D.E.Knuth,J.H.Morris和V.R.Pratt同时发现,因此人们称它为克努特——莫里斯——普拉特操作(简称KMP算法)。KMP算法的关键是利用匹配失败后的信息,尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的目的。具体实现就是实现一个next()函数,函数本身包含了模式串的局部匹配信息。时间复杂度O(m+n)。

下面先直接给出KMP的算法流程(如果感到一点点不适,没关系,坚持下,稍后会有具体步骤及解释,越往后看越会柳暗花明):

假设现在文本串S匹配到 i 位置,模式串P匹配到 j 位置
如果j = -1,或者当前字符匹配成功(即S[i] == P[j]),都令i++,j++,继续匹配下一个字符;
如果j != -1,且当前字符匹配失败(即S[i] != P[j]),则令 i 不变,j = next[j]。此举意味着失配时,模式串P相对于文本串S向右移动了j - next [j] 位。
换言之,当匹配失败时,模式串向右移动的位数为:失配字符所在位置 - 失配字符对应的next 值,即移动的实际位数为:j - next[j],且此值大于等于1。
很快,你也会意识到next 数组各值的含义:代表当前字符之前的字符串中,有多大长度的相同前缀后缀。例如如果next [j] = k,代表j 之前的字符串中有最大长度为k 的相同前缀后缀。

此也意味着在某个字符失配时,该字符对应的next 值会告诉你下一步匹配中,模式串应该跳到哪个位置(跳到next [j] 的位置)。如果next [j] 等于0或-1,则跳到模式串的开头字符,若next [j] = k 且 k > 0,代表下次匹配跳到j 之前的某个字符,而不是跳到开头,且具体跳过了k 个字符。


Js实现kmp算法

//kmp 算法的javascript实现;算法复杂度O(n+m)
 function getNext(p) {
    const next = [-1];
    let k = -1;
    let j = 0;
    let pLen=p.length;
 
    while (j < pLen-1) {
        //p[k]表示前缀,p[j]表示后缀
        if (k == -1 || p[j] == p[k])
        {
            ++j;
            ++k;
            //较之前next数组求法,改动在下面4行
            if (p[j] != p[k])
                next[j] = k;   //之前只有这一行
            else
            //因为不能出现p[j] = p[ next[j ]],所以当出现时需要继续递归,k = next[k] = next[next[k]]
                next[j] = next[k];
        }
        else
        {
            k = next[k];
        }
    }
 
    return next;
 
}
 
function KmpSearch(s, p) {
    let i = 0;
    let j = 0;
 
    const sLen = s.length;
    const pLen = p.length;
 
    const next = getNext(p);
 
    while (i < sLen && j < pLen) {
        //①如果j = -1,或者当前字符匹配成功(即S[i] == P[j]),都令i++,j++
        if (j === -1 || s[i] === p[j]) {
            i++;
            j++;
        } else {
            //②如果j != -1,且当前字符匹配失败(即S[i] != P[j]),则令 i 不变,j = next[j]
            //next[j]即为j所对应的next值
            j = next[j];
        }
    }
 
    return j === pLen ? i - j : -1;
}
 
//demo test
console.log(KmpSearch('asdfasdfsadf','sdfsd'))



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