串的简单模式匹配算法 源代码C++版

可以用i指向子串的起始位置，用j指向模式串的起始位置，将S[i]与T[j]比较，如果相等，i增1，j增1；再比较第2对字符，若还相等， i增1，j增1；…，如果已有m对字符相等了，则说明该子串与模式串 T匹配，而 i-m 即为匹配子串的位置。 根据给定文件的信息，本文将详细介绍“串的简单模式匹配算法”在C++中的实现原理及具体应用。本文首先解析简单模式匹配算法的基本思想，并基于提供的源代码进行深入分析。 ### 一、简单模式匹配算法简介 #### 1.1 定义与应用场景 简单模式匹配算法（也称为朴素字符串匹配算法）是一种基本的字符串搜索算法，用于在主串（文本串）中查找模式串出现的位置。这种算法广泛应用于文本编辑器、搜索引擎、生物信息学等多个领域。 #### 1.2 工作原理 简单模式匹配算法的工作流程如下： - 设主串为S，模式串为T。 - 使用变量i指向主串S的起始位置，j指向模式串T的起始位置。 - 比较S[i]与T[j]，如果相等，则同时增加i和j；如果不相等，则将i重置到下一个位置，j重置为0，重新开始比较。 - 重复上述步骤直到找到匹配的子串或到达主串的末尾。 ### 二、C++实现详解 #### 2.1 预处理函数 `Getnext` `Getnext` 函数用于预处理模式串T，生成一个辅助数组`next`，该数组记录了模式串的前缀与后缀的最长公共前后缀长度，这有助于提高匹配效率。 ```cpp void Getnext(string t, int next[]) { int i = 1, k = 0; next[1] = 0; while (i < t.length()) { if (k == 0 || t[i] == t[k]) { i++; k++; next[i] = k; } else { k = next[k]; } } } ``` #### 2.2 模式匹配函数 `index` `index` 函数实现了简单的模式匹配过程，通过比较主串S和模式串T来寻找匹配位置。 ```cpp int index(string s, string t, int k) { int i = k, j = 0; while (i < s.length() && j < t.length()) { if (s[i] == t[j]) { i++; j++; } else { i = i - j + 2 - 1; j = 0; } } if (j >= t.length()) { return i - t.length() + 1; } else { return 0; } } ``` 需要注意的是，在提供的代码中，当不匹配时，i的更新方式似乎不太合理(`i = i - j + 2 - 1`)。通常情况下，应该将i重置到下一个位置，并将j重置为0。 ### 三、示例程序分析 #### 3.1 主函数 `main` 主函数`main`展示了如何使用`Getnext`和`index`函数来完成模式匹配任务。 ```cpp void main() { string s = "beaaaba"; string t = "aaba"; int next[10]; Getnext(t, next); cout << index(s, t, 0) << endl; } ``` 这里首先定义了主串`s`和模式串`t`，然后调用`Getnext`函数预处理模式串`t`，最后调用`index`函数进行模式匹配，并输出结果。 ### 四、总结 通过对简单模式匹配算法及其C++实现的分析，我们可以了解到这是一种基础但有效的字符串匹配方法。虽然其时间复杂度较高（O(mn)，其中m为主串长度，n为模式串长度），但在某些特定场景下仍然具有很高的实用价值。未来可以进一步探讨更高效的模式匹配算法，如KMP算法等，以解决更复杂的文本搜索问题。