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字符串匹配算法(四)可以滑动多远

2013年05月02日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1289字 ⁄ 字号 评论关闭
 记得在穷举法中,每一趟比较后,无论成与不成,都将模式向右滑动一个位置,然后继续比较。有没有办法能利用之前的比较结果,使得模式滑动的更远一点呢?
在介绍经典的KMP算法前,我先介绍几个简单的滑动类算法。
Not So Naive
同名字一样,这个算法的确有点幼稚,它根据模式的前两个字符是否相同来滑动比穷举法稍长一点的距离:如果前两个字符相同,那么文本中与第二个字符不同则必然也与第一个不同;如果前两个字符不同,则与第二个相同的文本字符必然与第一个不同。
那么这两种情况下不用比较都可以断定,文本字符与模式的第一个字符肯定不相同,于是能比穷举法多滑动1个位置。
代码见下:
  1. void NSN(char *x, int m, char *y, int n) {
  2.    int j, k, ell;
  3.   
  4.    /* Preprocessing */
  5.    if (x[0] == x[1]) {
  6.       k = 2;
  7.       ell = 1;
  8.    }
  9.    else {
  10.       k = 1;
  11.       ell = 2;
  12.    }
  13.   
  14.    /* Searching */
  15.    j = 0;
  16.    while (j <= n - m)
  17.       if (x[1] != y[j + 1])
  18.          j += k;
  19.       else {
  20.          if (memcmp(x + 2, y + j + 2, m - 2) == 0 &
  21.              x[0] == y[j])
  22.             OUTPUT(j);
  23.          j += ell;
  24.       }
  25. }

这个算法仅需要常数时间和空间的预处理,比较过程中,先比较模式第二个字符,然后比较其余位置,为的就在某些情况下省掉第一个字符的比较,达到滑动的目的。不过复杂度依然是O(mn)的,比起穷举法或者有轻微改善吧。

想法的确够幼稚,仅仅只考虑了两个模式字符,滑动的步子也太小,能否考虑的更多一点呢?下面请看Quick Search算法。
Quick Search
见到这个名字,不禁让人想起快速排序了,快速排序在最坏情况下是n平方的复杂度,而通常情况下速度超级快,Quick Search莫非也是这样的?没错,就是这样,这个算法在模式长度短而字母表大时,有着优异的表现,尽管它的搜索时间复杂度是O(mn)。
算法的思想是这样,如果文本中某个字符根本就没在模式中出现过,那么就不需要再去和模式中的任何一个比较;如果该字符出现过,那么为了不漏掉可能的匹配,只好与最晚出现过的位置对齐进行比较了。
代码如下:
  1. void preQsBc(char *x, int m, int qsBc[]) {
  2.    int i;
  3.    for (i = 0; i < ASIZE; ++i)
  4.       qsBc[i] = m + 1;
  5.    for (i = 0; i < m; ++i)
  6.       qsBc[x[i]] = m - i;
  7. }
  8. void QS(char *x, int m, char *y, int n) {
  9.    int j, qsBc[ASIZE];

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