2023年7月20日发(作者：)

c语⾔对字符串进⾏前缀重叠判断_字符串：都来看看KMP的看家本领！(给算法爱好者加星标，修炼编程内功)来源： 代码随想录-程序员Carl ❝在⼀个串中查找是否出现过另⼀个串，这是KMP的看家本领。❞题⽬：28. 实现 strStr()实现 strStr() 函数。给定⼀个 haystack 字符串和⼀个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第⼀个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回 -1。⽰例 1:输⼊: haystack = "hello", needle = "ll"输出: 2⽰例 2:输⼊: haystack = "aaaaa", needle = "bba"输出: -1说明:当 needle 是空字符串时，我们应当返回什么值呢？这是⼀个在⾯试中很好的问题。对于本题⽽⾔，当 needle 是空字符串时我们应当返回 0 。这与C语⾔的 strstr() 以及 Java的 indexOf() 定义相符。思路本题是KMP 经典题⽬。KMP的经典思想就是:「当出现字符串不匹配时，可以记录⼀部分之前已经匹配的⽂本内容，利⽤这些信息避免从头再去做匹配。」如果对KMP理论基础还不够了解的同学请看字符串：KMP是时候上场了(⼀⽂读懂系列)。「为了和字符串：KMP是时候上场了(⼀⽂读懂系列)字符串命名统⼀，⽅便⼤家理解，以下⽂章统称haystack为⽂本串, needle为模式串。」都知道使⽤KMP算法，⼀定要构造next数组。构造next数组我们定义⼀个函数getNext来构建next数组，函数参数为指向next数组的指针，和⼀个字符串。代码如下：void getNext(int* next, const string& s)「构造next数组其实就是计算模式串s，前缀表的过程。」 主要有如下三步：1. 初始化2. 处理前后缀不相同的情况3. 处理前后缀相同的情况接下来我们详解详解⼀下。1. 初始化：定义两个指针i和j，j指向前缀终⽌位置(严格来说是终⽌位置减⼀的位置)，i指向后缀终⽌位置(与j同理)。然后还要对next数组进⾏初始化赋值，如下：int j = -1;next[0] = j;j 为什么要初始化为 -1呢，因为之前说过 前缀表要统⼀减⼀的操作，所以j初始化为-1。next[i] 表⽰ i(包括i)之前最长相等的前后缀长度(其实就是j)所以初始化next[0] = j 。2. 处理前后缀不相同的情况因为j初始化为-1，那么i就从1开始，进⾏s[i] 与 s[j+1]的⽐较。所以遍历模式串s的循环下表i 要从 1开始，代码如下：for(int i = 1; i

如果 s[i] 与 s[j+1]不相同，也就是遇到 前后缀末尾不相同的情况，就要向前回溯。怎么回溯呢？next[j]就是记录着j(包括j)之前的⼦串的相同前后缀的长度。那么 s[i] 与 s[j+1] 不相同，就要找 j+1前⼀个元素在next数组⾥的值(就是next[j])。所以，处理前后缀不相同的情况代码如下：while (j >= 0 && s[i] != s[j + 1]) { // 前后缀不相同了 j = next[j]; // 向前回溯}3. 处理前后缀相同的情况如果s[i] 与 s[j + 1] 相同，那么就同时向后移动i 和j 说明找到了相同的前后缀，同时还要将j(前缀的长度)赋给next[i], 因为next[i]要记录相同前后缀的长度。代码如下：if (s[i] == s[j + 1]) { // 找到相同的前后缀 j++;}next[i] = j;最后整体构建next数组的函数代码如下：void getNext(int* next, const string& s){ int j = -1; next[0] = j; for(int i = 1; i while (j >= 0 && s[i] != s[j + 1]) { // 前后缀不相同了 j = next[j]; // 向前回溯 } if (s[i] == s[j + 1]) { // 找到相同的前后缀 j++; } next[i] = j; // 将j(前缀的长度)赋给next[i] }}代码构造next数组的逻辑流程动画如下：得到了next数组之后，就要⽤这个来做匹配了。使⽤next数组来做匹配在⽂本串s⾥ 找是否出现过模式串t。定义两个下表j 指向模式串起始位置，i指向⽂本串其实位置。那么j初始值依然为-1，为什么呢？「依然因为next数组⾥记录的起始位置为-1。」i就从0开始，遍历⽂本串，代码如下：for (int i = 0; i

接下来就是 s[i] 与 t[j + 1] (因为j从-1开始的) 进⾏⽐较。如果 s[i] 与 t[j + 1] 不相同，j就要从next数组⾥寻找下⼀个匹配的位置。代码如下：while(j >= 0 && s[i] != t[j + 1]) { j = next[j];}如果 s[i] 与 t[j + 1] 相同，那么i 和 j 同时向后移动， 代码如下：if (s[i] == t[j + 1]) { j++; // i的增加在for循环⾥}如何判断在⽂本串s⾥出现了模式串t呢，如果j指向了模式串t的末尾，那么就说明模式串t完全匹配⽂本串s⾥的某个⼦串了。本题要在⽂本串字符串中找出模式串出现的第⼀个位置 (从0开始)，所以返回当前在⽂本串匹配模式串的位置i 减去 模式串的长度，就是⽂本串字符串中出现模式串的第⼀个位置。代码如下：if (j == (() - 1) ) { return (i - () + 1);}那么使⽤next数组，⽤模式串匹配⽂本串的整体代码如下：int j = -1; // 因为next数组⾥记录的起始位置为-1for (int i = 0; i while(j >= 0 && s[i] != t[j + 1]) { // 不匹配 j = next[j]; // j 寻找之前匹配的位置 } if (s[i] == t[j + 1]) { // 匹配，j和i同时向后移动 j++; // i的增加在for循环⾥ } if (j == (() - 1) ) { // ⽂本串s⾥出现了模式串t return (i - () + 1); }}此时所有逻辑的代码都已经写出来了，本题整体代码如下：C++代码class Solution {public: void getNext(int* next, const string& s) { int j = -1; next[0] = j; for(int i = 1; i while (j >= 0 && s[i] != s[j + 1]) { // 前后缀不相同了 j = next[j]; // 向前回溯 } if (s[i] == s[j + 1]) { // 找到相同的前后缀 j++; } next[i] = j; // 将j(前缀的长度)赋给next[i] } } int strStr(string haystack, string needle) { if (() == 0) { return 0; } int next[()]; getNext(next, needle); int j = -1; // // 因为next数组⾥记录的起始位置为-1 for (int i = 0; i while(j >= 0 && haystack[i] != needle[j + 1]) { // 不匹配 j = next[j]; // j 寻找之前匹配的位置 } if (haystack[i] == needle[j + 1]) { // 匹配，j和i同时向后移动

j++;

} if (j == (() - 1) ) { // ⽂本串s⾥出现了模式串t return (i - () + 1);

} } return -1; }};- EOF -推荐阅读 点击标题可跳转1、⽤动画给⾯试官解释 KMP 算法2、字符串：KMP 是时候上场了3、⼀⽂读懂 KMP 算法觉得本⽂有帮助？请分享给更多⼈关注「算法爱好者」加星标，修炼编程内功好⽂章，我在看❤