KMP算法详解

KMP算法详解
相信KMP算法都有听过，但是理解这一算法确实有一定的难度，下面是我对KMP算法自己的一些理解，希望能对大家有帮助：

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
void calnext(char *ptr , int *next , int len)  //len是ptr的长度，next数组储存的是从0到各个位置上，前后缀子串相等长度的数组
{
    next[0] = -1;   //只有一个字符的前后缀子串相同的情况不存在
    int k = -1;
    for(int i = 1 ; i < len ; i++)
    {
        while( k > -1 && ptr[k+1] != ptr[i])
    /*在下标为0到k的字符串中存在前后缀子串相同的情况，
      但在下标为0到i的字符串中，不存在该情况*/
        {
            k =  next[k];
    /*回溯，这部分需要好好体会 ： 虽然在 0 到 i 的字符串中没有前后缀子串相同的情况
    但是，有可能在中间出现 ，
    例如 abcab D abcab C(D是下标为k+1的位置 ， C为i的位置)
    满足上面的 k > -1 和 ptr[k+1] != ptr[i]的条件 （此时k为4），执行一次k = next[4] = 1(因为是下标，要-1),
    此时ptr[k+1] = p[2] = c , 而 ptr[i] = c , 所以匹配 ， 退出循环 ， 此时k = 1 ，再执行
    下面的if( ptr[k+1] == ptr[i]) k++; 后便可得到k = 2*/
    /*这里要注意的是：因为此时的k是4的话，
    在位置0到i-1上，前后缀子串相等长度就已经有5了，如果在前五个字符中也可以做到前后缀字符串匹配的话，
    就可以保证第一个ab会等于第四个ab(ABcAB d ABcAB c)
    所以就是比较k+1位置上的字符和i上的字符是否相等，
    相等： 就退出while循环 ， 在下面的if操作中给k+1；
    不相等： 就再进行while循环，在给k赋值为0到k位置上前后缀子串相等的长度,
    如果是-1的话就跳出while循环，
    进行下面的if判断，判断第一个字符是否和第i个字符相等*/
        }
        if(ptr[k+1] == ptr[i])  //如果相等，则前后缀子串相等长度加一
            k++;
        next[i] = k;  //在0到i的字符串中，有长度为k的子串字符相等
    }
}
int KMP(char *str , char *ptr)
{
    int len1 = strlen(str);
    int len2 = strlen(ptr);
    int k = -1;
    int *next = new int[100];
    calnext(ptr , next , len2);
    for(int i = 0 ; i < len1 ; i++)
    {
        while( k > -1 && str[i] != ptr[k+1])  //此处的意思为两个字符串有重叠部分但是不相等
        {
            k = next[k];  /*这里也很玄妙（长度预警）
            这里也用一个例子来说明，str： abb...ab B  ptr： abb...ab C，
            此时 k+1 是B的位置, i是C的位置，此时满足while循环的条件，让
            k = next[k] = 1 (前面的next函数已经得到了),然后比较ptr[2] 和 str[i]是否相等
            相等：则跳出while循环，并在下面的if语句中实现k++；
            不相等：继续进行while循环，将next[1]的值赋给k，然后在进行判断，是否满足循环条件*/
            /*这里需要说明的是：KMP算法是跳过了中间的一格一格的移动比较，而是通过计算前缀和
            后缀相等的长度来进行(上面已经通过图解来说明），本来比较字符串的
            时间复杂度大致为O(m*n)，通过KMP算法吧这一过程优化成了O(m+n)*/
        }
        if(str[i] == ptr[k+1])
            k++;
        if(k == len2 - 1)
            return i - k;
    }
    return -1;
}
int main()
{
    char str[100] , sstr[20];
    cin>>str;
    cin>>sstr;
    cout<<KMP(str,sstr);
    return 0;
}