python3 kmp 字符串匹配的方法
先声明,本人菜鸟一个,写博客是为了记录学习的过程,以及自己的理解和心得,可能有的地方写的不好,希望大神指出。。。
抛出问题
给定一个文本串test_str(被匹配的字符串)和模式串pat_str(需要从文本串中匹配的字符串),从文本串test_str中找出模式串pat_str第一次出现的位置,没有的话返回 -1
暴力方式
在说kmp之前,我们先来讲下“暴力方式“,也就是说我们最原始的方法。
text_str = 'asdabcdace' pat_str = 'abcdace' def str_match(text_str,pat_str): for i in range(0,len(text_str)): j = 1 while j < len(pat_str): if text_str[i:i+j] != pat_str[0:j]: #从text_str第i个字符开始,看匹配是否成功 break #匹配失败,直接跳出循环,i+1,继续从第一个字符匹配 j += 1 #匹配成功就继续匹配下一个字符,知道pat_str每个字符都匹配完 if j == len(pat_str): return i return -1 print(str_match(text_str,pat_str))
之所以称之为暴力解法,就是因为每次匹配失败之后就将模式串,向后移动一位,从头开始匹配,一直循环下去。造成时间复杂度高,kmp也就是优化这个地方,每一次匹配失败,下次移动的距离next值
KMP
如果让我完全给你讲懂kmp算法可能不太容易,我只能大致粗略的将下它的一步步实现。我认为就一个重点,
如何求出模式串每个字符对应的next值
因为可能,每一次匹配失败的长度的字符不一样,也就对应每次移动的距离不一样,那我们如何求每个字符对应的next值,这就引出了另一个概念
最大前缀和最大后缀
假定最大前缀=最大后缀,长度为k 那么第i位字符,对应的next值就为k+1,一次循环就能求出每个字符的next值
代码实现
#求字符串的next值 text_str = 'asdabcdace' pat_str = 'abcdace' #得到字符对应的next值 def str_next(s): #前两个字符默认等于1 next = [1,1] for x in range(2,len(s)): next.append(str_max_prx(s,x,next[x-1]-1) + 1) return next #参数 s字符串,匹配进行到的位置,下次开始匹配的位置 def str_max_prx(s,x,last_value): next = 0 for i in range(last_value,x): if s[0:i] == s[x-i:x]: next = i return next def str_match(s,m): next = str_next(s) i=0 s_len = len(s) m_len = len(m) while i <= m_len: flag = True #标志位,用来判断是否匹配成功 index = 1 while index <= s_len: if m[i:i + index] != s[0:index]: i = i + next[index] flag = False break else: index += 1 if flag: break if i >= m_len: i = -1 return i res = str_match(pat_str,text_str) print(res)
代码就是这样,很多东西可能还需要自己理解。我记个笔记,为之后方便查找,希望对你能有帮助。也希望大家多多支持我们。
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