KMP演算法next陣列生成中k next k 解釋

2021-07-30 07:08:10 字數 1867 閱讀 3747

本文適用於讀者對kmp演算法有一定的了解

void initnextarray(string p)

}

上述**是kmp演算法中next陣列的建立過程,最難理解的過程就是k = next[k];這一行**,今天給大家來解釋一下這句**背後隱藏的遞迴思想。

首先給大家捋一捋各個引數的意義

j是模式串的當前角標

k是在模式串當前角標之前已經匹配的字首字尾的長度。

next[j]表示在角標j之前已經匹配的字首字尾的長度。

演算法思想:利用當前已知的next[j]和k並結合p模式串特點推算出next[j+1]

已知的next[j]和k意味著前提為p[0]p[2]…p[k-1] == p[j-k]p[j-k+1]…p[j-1]

推算next[j+1]則要使用字元p[j]與字元p[k]作比較。

如果p[k] == p[j];

則可得 p[0]p[2]…p[k-1]p[k] == p[j-k]p[j-k+1]…p[j-1]p[j];

即執行next[++j] = ++k; 已經匹配的前字尾長度k加1之後賦給角標為j+1的next陣列的元素。注意此時j這個游標後移了一位,意味著可以進行下乙個next元素的求解。

如果 p[k] != p[j]

那麼該怎麼辦?為什麼k = next[k]?

既然找不到最大匹配前字尾長度,我們就應該退而求其次,找到乙個相對較短的匹配前字尾,而且這個next[j+1]的值是不固定的

提供下面簡單的三種情況:

上述標紅內容就是在不匹配發生時,next[j+1]的取值各不相同,而k = next[k]可以很好的識別出來;

前提是已知next[j]和k的值,求next[j+1]的值

有前提可知p[0]p[2]…p[k-1] == p[j-k]p[j-k+1]…p[j-1]

但是p[k] != p[j],那我們就應該找稍微短一些的匹配前字尾串

next[k]的意義是在模式串的k角標之前的匹配的前字尾串的長度

也就是存在乙個k』,使得p[0]p[1]…p[k』-1] == p[k-k』]p[k-k』+1]…p[k-1]

結合前提推得p[0]…p[k』-1] == p[j-k』]p[j-k』-1]…p[j-1];

詳細分析可以結合理解:

上圖最後一部分的紅色部分即為更短的匹配字首字尾,k = next[k]這句話的意義就可以明白了,注意這時候j並沒有向後移動,也就意味著下一次迴圈中p[j]和p[k』]需要繼續進行比較,如果還是不相等,那麼就要繼續k = next[k];(即k = next[next[k』]])遞迴就體現在這裡,如果一直不相等,最後的k會變為-1,那麼這個時候」遞迴」就結束了,執行next[++j] = ++k(k有初始化為0,next[j+1]也被賦值為0,並且j游標也後移了一位,可以繼續初始化next陣列了)。

next陣列在此基礎上還可以進行優化,網上資料挺多,就不贅述了。

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