王道字符串匹配算法

① 字符串匹配的传统算法

传统的匹配算法
串匹配算法虽然发展了几十年，然而非常实用的算法是近年才出现。串匹配问题的研究存在理论研究和实际应用的脱节。那些专门从事算法研究的学者关心的只是理论上看起来很美妙的算法——具有很好的时间复杂度。而开发人员只追求实际应用中尽可能快的算法。两者之间从不注意对方在干什么。将理论研究和实际应用结合的算法(如BNDM算法)只是近年才出现。在实际应用中常常很难找到适合需求的算法——这样的算法实际上是存在的，但是只有资深专家才比较了解。考虑如下情况，一位软件开发人员，或者一位计算生物学家，或者一位研究人员，又或者一位学生，对字符串匹配领域并没有深入了解，可是现在需要处理一个文本搜索问题。那些汗牛充栋的书籍使得阅读者淹没在各种匹配算法的海洋中，却没有足够的知识选择最适用的算法。最后，常常导致这样的局面：选择一种最简单的算法加以实现。这往往导致很差的性能，从而影响整个开发系统的质量。更糟糕的是，选择了一个理论上看起来很漂亮的算法，并且花费了大量精力去实现。结果，却发现实际效果和一个简单算法差不多，甚至还不如简单算法。因此，应该选用一种“实用”算法，即在实际应用中性能较好，并且一个普通程序员能在几小时内完成算法的实现代码。另外，在字符串匹配研究领域中，一个人所共知的事实是“算法的思想越简单，实际应用的效果越好”。
传统的串匹配算法可以概括为前缀搜索、后缀搜索、子串搜索。代表算法有KMP，Shift-And，Shift-Or，BM，Horspool，BNDM，BOM等。所用到的技术包括滑动窗口、位并行、自动机、后缀树等。

② 数据结构与算法——字符串匹配问题(KMP算法)

KMP算法也是比较着名的模式匹配算法。是由 D.E.Knuth,J.H.Morrs 和 VR.Pratt 发表的一个模式匹配算法。可以大大避免重复遍历的情况。

如果使用暴风算法的话，前面五个字母完全相等，直到第六个字母 "f" 和 "x" 不相等。如下图：

T = “abcdex”
j 123456
模式串 abcdex
next[j] 011111

T = "abcabx"
j 123456
模式串T abcabx
next[j] 011123

T = "ababaaaba"
j———————123456789
模式串T——— ababaaaba
next[j]————011234223

T = "aaaaaaaab"
j———————123456789
模式串T——— aaaaaaaab
next[j]————012345678

next数组其实就是求解字符串要回溯的位置
假设，主串S= “abcababca”;模式串T=“abcdex”，由以上分析得出next数组为011111，next数组意味着当主串与模式串不匹配时，都需要从第一个的位置重新比较。

KMP算法也是有缺陷的，比如主串S=“aaaabcde”,模式串T= “aaaaax”。next的数组就是012345；

当开始匹配时，当i= 5，j = 5时，我们发现字符"b"与字符“a”不相等，如上图，j = next[5] = 4;

由于T串的第二、三、四、五位置的字符都与首位“a”相等，那么可以用首位next[1]的值去取代与它相等的后续字符的next[j],那么next数组为{0,0,0,0,0,5};

在求解nextVal数组的5种情况

③ 字符串的模式匹配（BF算法与KMF算法）

Brute-Force算法的实现：

测试程序以及运行结果：

虽然没有任何丢失可能匹配字符的可能，但是每次的匹配没有用到前一次匹配的比较结果，比较多次重复，降低了算法效率。
时间复杂度：
m = pattern.length();
n = target.length();
最好的情况：O(m) (一次比较成功)
最坏的情况：O(n(n-m+1) m) 一般n>>m，所以O(n m) (比较到最后一次才成功）

先来一波kmp算法的 网络 介绍：

无回溯的模式匹配算法首先目标串的祛除了目标串的回溯，其次，通过getNext()算法，匹配串也做到了部分不回溯。

无回溯算法的核心是如何实现这个 next（） 算法：

实际上next()算法就是来 判断pattern的子字符串与当pattern的0位置开始的字符串是否相同，第一个next[0]默认为1，接下来的如果不相同next[i]为0，如果第一个相同，为0,若连续开始相同，则依次++1
如:

如果pattern的首字符在pattern剩余的字符串里没有再出现过，那么getNext()获取的next[]必然是[-1,0,...,0]这样的。

匹配方法如下：

kmp算法的最坏的比较次数是m+n，next算法的时间复杂度是0(m),kmp比较是O(n)，与BF算法相比，已经大大缩小了比较的时间。

④ 【算法笔记】字符串匹配

BF 算法中的 BF 是 Brute Force 的缩写，中文叫作暴力匹配算法，也叫朴素匹配算法：

主串和模式串：
在字符串 A 中查找字符串 B，那字符串 A 就是主串，字符串 B 就是模式串。我们把主串的长度记作 n，模式串的长度记作 m

我们在主串中，检查起始位置分别是 0、1、2…n-m 且长度为 m 的 n-m+1 个子串，看有没有跟模式串匹配的。

BF 算法的时间复杂度是 O(n*m)

等价于

比如匹配Google 和Goo 是最好时间复杂度，匹配Google 和ble是匹配失败的最好时间复杂度。

KMP算法是一种改进的字符串匹配算法，由D.E.Knuth与J.H.Morris和V.R.Pratt同时发现，因此人们称它为克努特—莫里斯—普拉特算法。KMP算法主要分为两个步骤：字符串的自我匹配，目标串和模式串之间的匹配。

看来网上很多的文章，感觉很多的都没有说清楚，这里直接复制阮一峰的内容，讲的很清晰
内容来自 http://www.ruanyifeng.com/blog/

首先，字符串"BBC ABCDAB ABCDABCDABDE"的第一个字符与搜索词"ABCDABD"的第一个字符，进行比较。因为B与A不匹配，所以搜索词后移一位。

因为B与A不匹配，搜索词再往后移。

就这样，直到字符串有一个字符，与搜索词的第一个字符相同为止。

接着比较字符串和搜索词的下一个字符，还是相同。

直到字符串有一个字符，与搜索词对应的字符不相同为止。

这时，最自然的反应是，将搜索词整个后移一位，再从头逐个比较。这样做虽然可行，但是效率很差，因为你要把"搜索位置"移到已经比较过的位置，重比一遍。

一个基本事实是，当空格与D不匹配时，你其实知道前面六个字符是"ABCDAB"。KMP算法的想法是，设法利用这个已知信息，不要把"搜索位置"移回已经比较过的位置，继续把它向后移，这样就提高了效率。

怎么做到这一点呢？可以针对搜索词，算出一张《部分匹配表》（Partial Match Table）。这张表是如何产生的，后面再介绍，这里只要会用就可以了。

已知空格与D不匹配时，前面六个字符"ABCDAB"是匹配的。查表可知，最后一个匹配字符B对应的"部分匹配值"为2，因此按照下面的公式算出向后移动的位数：

因为 6 - 2 等于4，所以将搜索词向后移动4位。

因为空格与C不匹配，搜索词还要继续往后移。这时，已匹配的字符数为2（"AB"），对应的"部分匹配值"为0。所以，移动位数 = 2 - 0，结果为 2，于是将搜索词向后移2位。

因为空格与A不匹配，继续后移一位。

逐位比较，直到发现C与D不匹配。于是，移动位数 = 6 - 2，继续将搜索词向后移动4位。

逐位比较，直到搜索词的最后一位，发现完全匹配，于是搜索完成。如果还要继续搜索（即找出全部匹配），移动位数 = 7 - 0，再将搜索词向后移动7位，这里就不再重复了。

下面介绍《部分匹配表》是如何产生的。

首先，要了解两个概念："前缀"和"后缀"。 "前缀"指除了最后一个字符以外，一个字符串的全部头部组合；"后缀"指除了第一个字符以外，一个字符串的全部尾部组合。

"部分匹配值"就是"前缀"和"后缀"的最长的共有元素的长度。以"ABCDABD"为例，

"部分匹配"的实质是，有时候，字符串头部和尾部会有重复。比如，"ABCDAB"之中有两个"AB"，那么它的"部分匹配值"就是2（"AB"的长度）。搜索词移动的时候，第一个"AB"向后移动4位（字符串长度-部分匹配值），就可以来到第二个"AB"的位置。

BM（Boyer-Moore）算法。它是一种非常高效的字符串匹配算法，有实验统计，它的性能是着名的KMP 算法的 3 到 4 倍。

BM 算法包含两部分，分别是坏字符规则（bad character rule）和好后缀规则（good suffix shift）

未完待续

参考文章：
字符串匹配的Boyer-Moore算法

⑤ Java编程实现字符串的模式匹配

传统的字符串模式匹配算法（也就是BF算法）就是对于主串和模式串双双自左向右，一个一个字符比较，如果不匹配，主串和模式串的位置指针都要回溯。这样的算法时间复杂度为O（n＊m），其中n和m分别为串s和串t的长度。

KMP 算法是由Knuth，Morris和Pratt等人共同提出的，所以成为Knuth－Morris－Pratt算法，简称KMP算法。KMP算法是字符串模式匹配中的经典算法。和BF算法相比，KMP算法的不同点是匹配过程中，主串的位置指针不会回溯，这样的结果使得算法时间复杂度只为O（n＋m）。

⑥ 想找一个解决两个字符串匹配程度的算法。

假设string1="abcde",string2="bcd",则分析逻辑如下：
1. 如果string2长于string1，则不匹配
2. 在string1中顺序查匹配string2中第一个字符的字符，
查到后，如果string1余下的字符串长度小于string2的长度，则不匹配
3. 在上述条件满足时，将string1的下一个字符和string2中的第二个字符匹配，以此类推，一旦有一个不匹配，则不匹配。回到第2步，查找下一个和string2首字符一致的字符。
4. 如果string2中的字符全都匹配上，则说明string2中string1中识别出来了。

⑦ 字符串匹配算法，最快的是哪种

目前在我遇到的字符串匹配算法中，最快的应该是sunday算法了。。
(BF、KMP、BM、sunday)

⑧ c语言字符串匹配

1、c语言字符串匹配可以用strcmp函数。
2、strcmp是比较两个字符串的大小,两个字符串相同时返回0,第一个字符串大于第二个字符串时返回一个正值,否则返回负值.
比较两个字符串的算法是:逐个比较两个串中对应的字符，字符大小按照ASCII码值确定，从左向右比较，如果遇到不同字符，所遇第一对不同字符的大小关系就确定了两个字符串的大小关系，如果未遇到不同字符而某个字符串首先结束，那么这个字符串是较小的，否则两个字符串相等。

⑨ 字符串匹配算法是怎么算的

这是一个毕业老师出的字符串的算法的题目！这是答案 可以参考一下！ boyermoore算法的sample程序 TCHAR * BoyerMooreSearch(TCHAR *sSrc, TCHAR *sFind) { // // 声明： // 该段代码只是BoyerMoore(名字也许不准确) 的基本思想，当 // 然不是最优的，具体完善工作就留给你自己乐！嘻嘻。 // 该算法的本质就是从字符串的右端而不是左端开始比较，这 // 样，当查询不匹配时才有可能直接跃过多个字符（最多可以跃过 // strlen(sFind)个字符）， 如果最右边的字符匹配则回溯。比如： // // pain // ^ 这是第一次比较n和空格比 // The rain in SpainThe rain in Spain // // pain // ^ 这是第二次比较，好爽呀！ // The rain in SpainThe rain in Spain // // 当然，这样比较会产生一些问题，比如： // // pain // ^ （图1） // The rain in SpainThe rain in Spain // // 如果比较到这儿，大家都会看到，只需再向后移到两个字符 // 就匹配成功了，但如果接下去还按上面的方法跳strlen( sFind)的 // 话，就会错过一次匹配！！！！！ // // pain // ^ // The rain in SpainThe rain in Spain // // 怎么办？当然可以解决！大家回头看图1，当时a是pain的子 // 串，说明有可能在不移动strlen(sFind) 的跨度就匹配成功，那就 // 人为地给它匹配成功的机会嘛！串一下pain串， 直接让两个a对齐 // 再做比较！呵呵，如果要比较的字符不是pain的子串，当然就可 // 以直接跨过strlen(sFind)个字符了！ 不知我说明白没？ // // // 查询串的长度 int nLenOfFind = lstrlen(sFind); // 被查询串的长度 int nLenOfSrc = lstrlen(sSrc); // 指向查询串最后一个字符的指针 TCHAR * pEndOfFind = sFind + nLenOfFind -1; // 指向被查询串最后一个字符的指针 TCHAR * pEndOfSrc = sSrc + nLenOfSrc -1; // 在比较过程中要用到的两个指针 TCHAR * pSrc = sSrc; TCHAR * pFind; // 总不能一直让它比较到 win.com 文件的地址去吧？嘻嘻！ while ( pSrc <= pEndOfSrc ) { // 每次匹配都是从右向左，这是本算法的核心。 pFind = pEndOfFind; // 如果比较不成功，被查询串指针将向右串的字符数 int nMoveRightSrc; // 比较被查询串的当前字符是否和查询串的最右边字 // 符匹配，如果匹配则回溯比较，如果全匹配了，该 // 干什么，我就不用说了吧？:-) while ( pFind >= sFind ) { // TNND，白废功夫比了！看看需要向右移动几个 // 字符吧（如果说从右到左是本算法的核心，则 // 判断向右移几个字符则是本算法的技巧）。 if ( *pSrc != *pFind ) { // 被查询串的当前字符是否在查询串里？ TCHAR * p = strrchr( sFind, *pSrc ); // 没在，直接移lstrlen(sFind)个字符 if ( NULL == p ) nMoveRightSrc = nLenOfFind; else // 哇塞！真的在，那就只需... nMoveRightSrc = pEndOfFind - p; break; } // 哈！又匹配成功了一个！接着向左回溯... pFind --; pSrc --; } // 如果在上面的while循环里每一次比较都匹配了 // 那就对了呗！告诉用户找到了 if ( pFind < sFind ) return ( pSrc + 1 ); // 没匹配成功，nMoveRightSrc上面已经算好了 // 直接用就可以了。 pSrc += nMoveRightSrc; } // 程序运行到这儿肯定是没指望了！ return NULL; } 行了，函数写完了，我们可以试一下了！ void CTNNDDlg::OnButton1() { TCHAR sSrc[] = "The rain in Spain"; TCHAR sFind[]= "pain"; TCHAR * pFound = BoyerMooreSearch( sSrc, sFind ); if ( pFound ) MessageBox(pFound); else MessageBox("没找到"); } //另外一个 void preBmBc(char *x, int m, int bmBc[]) { int i; for (i = 0; i < ASIZE; ++i) bmBc[i] = m; for (i = 0; i < m - 1; ++i) bmBc[x[i]] = m - i - 1; } void suffixes(char *x, int m, int *suff) { int f, g, i; suff[m - 1] = m; g = m - 1; for (i = m - 2; i >= 0; --i) { if (i > g && suff[i + m - 1 - f] < i - g) suff[i] = suff[i + m - 1 - f]; else { if (i < g) g = i; f = i; while (g >= 0 && x[g] == x[g + m - 1 - f]) --g; suff[i] = f - g; } } } void preBmGs(char *x, int m, int bmGs[]) { int i, j, suff[XSIZE]; suffixes(x, m, suff); for (i = 0; i < m; ++i) bmGs[i] = m; j = 0; for (i = m - 1; i >= -1; --i) if (i == -1 || suff[i] == i + 1) for (; j < m - 1 - i; ++j) if (bmGs[j] == m) bmGs[j] = m - 1 - i; for (i = 0; i <= m - 2; ++i) bmGs[m - 1 - suff[i]] = m - 1 - i; } void BM(char *x, int m, char *y, int n) { int i, j, bmGs[XSIZE], bmBc[ASIZE]; /* Preprocessing */ preBmGs(x, m, bmGs); preBmBc(x, m, bmBc); /* Searching */ j = 0; while (j <= n - m) { for (i = m - 1; i >= 0 && x[i] == y[i + j]; --i); if (i < 0) { OUTPUT(j); j += bmGs[0]; } else j += MAX(bmGs[i], bmBc[y[i + j]] - m + 1 + i); } }