算法思路

Knuth-Morris-Pratt（KMP）算法是解決字符串匹配問(wèn)題的經(jīng)典算法，下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)演示一下：

給定字符串'BBC ABCDAB ABCDABCDABDE'，檢查里面是否包含另一個(gè)字符串'ABCDABD'。

1.從頭開(kāi)始依次匹配字符，如果不匹配就跳到下一個(gè)字符

2.直到發(fā)現(xiàn)匹配字符，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)內(nèi)循環(huán)嚴(yán)查字符串是否匹配

3.發(fā)現(xiàn)最后一個(gè)D不匹配，下面就該思考應(yīng)該把字符串向右移動(dòng)多少個(gè)位置呢？傳統(tǒng)做法可能是移動(dòng)一格，KMP算法就創(chuàng)新在這里。KMP算法通過(guò)查詢(xún)一個(gè)Partial Match Table（表內(nèi)存有字符串信息），然后計(jì)算出需要移動(dòng)的步數(shù)，這個(gè)表后面會(huì)介紹怎么來(lái)的。

這里我們看到D前面是B，查表得到第二個(gè)B對(duì)應(yīng)的是2，所以 移動(dòng)數(shù) = 已匹配字符數(shù) - 查表所得數(shù) 也就是 6 - 2 = 4， 需要向右移動(dòng)四格。

下面也是重復(fù)這個(gè)步驟

直到發(fā)現(xiàn)匹配或者字符長(zhǎng)度超出（未發(fā)現(xiàn)匹配）。

Partial Match Table

那么這個(gè)查詢(xún)的表是怎么來(lái)的呢？仍然以'ABCDABD'為例

－　'A'的前綴和后綴都為空集，共有元素的長(zhǎng)度為0；

－　'AB'的前綴為[A]，后綴為[B]，共有元素的長(zhǎng)度為0；

－　'ABC'的前綴為[A, AB]，后綴為[BC, C]，共有元素的長(zhǎng)度0；

－　'ABCD'的前綴為[A, AB, ABC]，后綴為[BCD, CD, D]，共有元素的長(zhǎng)度為0；

－　'ABCDA'的前綴為[A, AB, ABC, ABCD]，后綴為[BCDA, CDA, DA, A]，共有元素為'A'，長(zhǎng)度為1；

－　'ABCDAB'的前綴為[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA]，后綴為[BCDAB, CDAB, DAB, AB, B]，共有元素為'AB'，長(zhǎng)度為2；

－　'ABCDABD'的前綴為[A, AB, ABC, ABCD, ABCDA, ABCDAB]，后綴為[BCDABD, CDABD, DABD, ABD, BD, D]，共有元素的長(zhǎng)度為0。

python實(shí)現(xiàn)

def partial_table(p): ’’’’’partial_table('ABCDABD') -> [0, 0, 0, 0, 1, 2, 0]’’’ prefix = set() res = [0] for i in range(1, len(p)): prefix.add(p[:i]) postfix = {p[j:i + 1] for j in range(1, i + 1)} #print(p[:i+1],prefix,postfix,prefix & postfix or {’’}) res.append(len((prefix & postfix or {’’}).pop())) return resdef kmp_match(s, p): m = len(s); n = len(p) cur = 0 # 起始指針cur table = partial_table(p) while cur <= m - n: #只去匹配前m-n個(gè) for i in range(n): if s[i + cur] != p[i]:cur += max(i - table[i - 1], 1) # 有了部分匹配表,我們不只是單純的1位1位往右移,可以一次移動(dòng)多位break else: return True # loop從 break 中退出時(shí)，else 部分不執(zhí)行。 return Falseprint partial_table1('ABCDABD')print kmp_match('BBC ABCDAB ABCDABCDABDE', 'ABCDABD')

以上就是詳解KMP算法以及python如何實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于python實(shí)現(xiàn)KMP算法的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！