Data-Structure/CLion/CourseBook/0404_KMP/KMP.c

/*=======================
 * KMP算法
 *
 * 包含算法: 4.6、4.7、4.8
 ========================*/

#include "KMP.h"                        //**▲04 串**//

/*
 * ████████ 算法4.6 ████████
 *
 * 查找
 *
 * 从pos处开始搜索模式串T在主串S中首次出现的位置，如果不存在，则返回0。
 * 如果查找成功，返回匹配的位置。
 *
 *【注】
 * 1.该实现用到了KMP算法，是一种比较高效的字符串匹配方式
 * 2.教材中没有next参数
 */
int Index_KMP(SString S, SString T, int pos, int next[]) {
    int i = pos;
    int j = 1;
    
    if(pos < 1) {
        return 0;
    }
    
    // 比较字符串
    while(i <= S[0] && j <= T[0]) {
        /*
         * 两种情形：
         * 1.在模式串的第一个字符处就失配
         * 2.主串和模式串处的字符相等
         */
        if(j == 0 || S[i] == T[j]) {
            i++;
            j++;
        } else {
            // 失配时回到前一个适当的位置
            j = next[j];
        }
    }
    
    if(j > T[0]) {
        // 匹配成功，返回匹配位置
        return i - T[0];
    } else {
        // 匹配失败
        return 0;
    }
}

/*
 * ████████ 算法4.7 ████████
 *
 * 计算模式串的“失配数组”，用于KMP算法。
 */
void get_next(SString T, int next[]) {
    int i = 1;
    int j = 0;
    
    // 模式串第一个字符处失配时，模式串需要从头比较，主串需要前进到下一个位置比较
    next[1] = 0;
    
    // 遍历模式串上的字符
    while(i < T[0]) {
        if(j == 0 || T[i] == T[j]) {
            i++;
            j++;
            next[i] = j;
        } else {
            j = next[j];
        }
    }
}

/*
 * ████████ 算法4.8 ████████
 *
 * 计算模式串的“失配数组”，用于KMP算法。
 * 这是一个优化后的版本，效率较算法4.7有所提高。
 */
void get_nextval(SString T, int nextval[]) {
    int i = 1;
    int j = 0;
    
    // 模式串第一个字符处失配时，模式串需要从头比较，主串需要前进到下一个位置比较
    nextval[1] = 0;
    
    // 遍历模式串上的字符
    while(i < T[0]) {
        if(j==0 || T[i] == T[j]) {
            i++;
            j++;
            
            if(T[i] != T[j]) {
                nextval[i] = j;
            } else {
                nextval[i] = nextval[j];
            }
        } else {
            j = nextval[j];
        }
    }
}