KMP算法匹配原理以及C++实现

 1 #ifndef __KMP__H__
 2 #define __KMP__H__
 3 #include <string>
 4 #include <vector>
 5 using namespace std;
 6 
 7 class KMP{
 8 public:
 9              //void static getNext(const string &str,vector<int> &vec);
10              int kmp();
11             KMP(){}
12             KMP( const string &target,const string &pattern):mTarget(target),mPattern(pattern){}
13             void setTarget(const string &target);
14             void setPattern(const string &pattern);
15 private:
16             vector< int> mVec;
17             string mTarget;
18             string mPattern;
19             void getNext();
20 };
21 #endif

 1 #include "KMP.h"
 2 #include <iostream>
 3 #include <vector>
 4 using namespace std;
 5 
 6 
 7 //获取字符串str的所有子串中相同子集的长度
 8 //比如字符串ababacb，分别获取字符串a,ab,aba,abab,ababa,ababac,ababacb中D
 9 //最前面和最后面相同的子串的最大长度，比如
10 //a:因为aa为a单个字符，所以最前面和最后面相同的子串的最大长度为a0
11 //aba,最前面一个a和最后面一个元a素a相同，所以值为a1，abab最前面2个ab和最后面两个ab相同，值为a2
12 //ababa最前面3个为aaba，最后面3个为aaba，所以值为a3
13 void KMP::getNext()
14 {
15       mVec.clear(); //清空?ec
16       //vec.push_back(0);//为a了使用方便，vec的第一个数据不用
17       mVec.push_back(0); //第一个字符的下一个位置一定是0,比如"ababacb",首字符a的值为0
18       string::const_iterator start = mPattern.begin();
19       string::const_iterator pos = start + 1;
20       while(pos != mPattern.end())
21       {
22             string subStr(start,pos+1); //获取子字符串
23             int strLen = subStr.size() - 1;//获取子串中D前后相同的子子串的最大长度
24             do
25             {
26                    string prefix(subStr,0,strLen); //获取subStr中D的前面strLen子集
27                    string postfix(subStr,subStr.size()-strLen,strLen); //获取subStr中D的前面?trLen子集
28                    if(prefix == postfix)
29                    {
30                            mVec.push_back(strLen);
31                            break;
32                     }
33                     --strLen;
34                     /如果前后相同的子集的长度小于一
35                     /说明没有相同的，则把0压栈
36                     if(strLen < 1)
37                    　　　　mVec.push_back(0);
38              } while(strLen > 0);
39 
40              ++pos;
41        }
42 }
43 
44 void KMP::setPattern(const string &pattern)
45 {
46       mPattern = pattern;
47 }
48 
49 void KMP::setTarget(const string &target)
50 {
51       mTarget = target;
52 }
53 
54 
55 
56 
57 int KMP::kmp()
58 {
59      getNext(); //首先获取next数据
60      int targetIndex = 0;
61      int patternIndex = 0;
62      int headIndex = 0;//指向跟pattern匹配的Target的第一个元素的索引
63      while(patternIndex != mPattern.size() && targetIndex != mTarget.size())
64      {
65            for(int i = 0; i < mPattern.size()-1;++i)
66            {
67                   if(mPattern[patternIndex] == mTarget[targetIndex])
68                   {
69                          ++patternIndex;
70                          ++targetIndex;
71                          if(mPattern.size()== patternIndex)//如果已经匹配成功，则退出循环
72                                  break;
73                    }
74                    else
75                    {
76                          if(0 == patternIndex)//如果第一个字符就不匹配，则把mTarget左移一位
77                                   ++headIndex;
78                          else
79                          {
80                                   headIndex += patternIndex - mVec[patternIndex-1];//由于vector索引从零开始，所以要减去一
81                                   patternIndex = mVec[patternIndex-1];//更新patternIndex索引
82                          }
83                          targetIndex = headIndex + patternIndex;//跟新targetIndex索引
84                          break;
85                     }
86 
87             }
88       }
89 
90       return headIndex;
91 }