字符串匹配算法-KMP

package com.buaa;

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/** 
* @ProjectName PatternMatchAlgorithm
* @PackageName com.buaa
* @ClassName KMP
* @Description TODO
* @Author 刘吉超
* @Date 2016-05-08 09:41:01
*/
public class KMP {
    /**
     * KMP匹配字符串 
     * 
     * @param originString 主串
     * @param moduleString 模式串
     * @param partialmatchArray 部分匹配表
     * @return 若匹配成功，返回下标，否则返回-1 
     */
    public static int match(String originString,String moduleString,int[] partialmatchArray) {
    	// 主串
    	if (originString == null || originString.length() <= 0) {
    		return -1;
    	}
    	// 模式串
        if (moduleString == null || moduleString.length() <= 0) {
            return -1;
        }
        // 如果模式串的长度大于主串的长度，那么一定不匹配
        if (originString.length() < moduleString.length()) {
            return -1;
        }
        
        int origin_index = 0;
        int module_index = 0;
        boolean startMatch = false;
        
        for(;origin_index < originString.length() 
        		&& module_index < moduleString.length();
        		origin_index++){
        	// 主串中字符
        	char char_origin = originString.charAt(origin_index);
        	// 模式串中的字符
        	char char_module = moduleString.charAt(module_index);
        	
        	if(char_origin == char_module){
        		startMatch = true;
        		module_index++;
        	}else if(startMatch){
        		// partialmatchArray[module_index]的值就是已匹配的字符数 - 对应的部分匹配值（最后一个匹配字符）的值
        		module_index = partialmatchArray[module_index];
        		startMatch = false;
    			origin_index--;
        	}
        }
        
        if(module_index == moduleString.length()){
        	return origin_index - module_index;
        }
        
        return -1;
    }
	
	/**
     * 计算每个元素对应的"部分匹配值"
     */
    public static int[] matchStr(String moduleString) {
        if (moduleString == null || moduleString.length() == 0) {
            return new int[0];
        }

        int[] matchArray = new int[moduleString.length()];
        
        /*
         * 对matchArray数组进行初始化
         * 虽然int数组中每个元素的默认值就是0，但在开发时，建议在使用变量之前，先对变量进行初始化
         */
        Arrays.fill(matchArray, 0);

        for (int i = 0; i < moduleString.length(); i++) {
        	for (int j = 0; j < i; j++) {
        		String prefixStr = moduleString.substring(0, j + 1);
        		String suffixStr = moduleString.substring(i - j, i + 1);
        		if (prefixStr.equals(suffixStr)) {
        			matchArray[i] = prefixStr.length();
        			break;
        		} 
        	}
        }

        return matchArray;
    }
    
	/**
	 * 随机生成字符串
	 * 
	 * @param length 表示生成字符串的长度  
	 * @return String
	 */
	public static String generateString(int length) {
	    String baseString = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";     
	    
	    StringBuilder result = new StringBuilder();
	    
	    Random random = new Random();     
	    for (int i = 0; i < length; i++) {     
	        result.append(baseString.charAt(random.nextInt(baseString.length())));     
	    }
	    
	    return result.toString();     
	 }
	
    public static void main(String[] args) {
    	// 主串
//    	String originString = generateString(10);
    	String originString = "BBCABCDABBBCDABCDABDE";
    	// 模式串
//        String moduleString = generateString(4);
    	String moduleString = "ABCDABD";
        // 部分匹配表
        int[] partialmatchArray = matchStr(moduleString);
        
        System.out.println("主串：" + originString);
        System.out.println("模式串：" + moduleString);
        System.out.println("部分匹配表："+ Arrays.toString(partialmatchArray));
        
        int index = match(originString,moduleString,partialmatchArray);
        System.out.println("匹配的下标：" + index);
    }
}