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模式匹配(第一篇
阅读量:757 次
发布时间:2019-03-22

本文共 1571 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

模式匹配 Brute-Force 算法

模式匹配是字符串处理中的重要核心问题。Brute-Force(暴力匹配)算法是一种最基础且直观的模式匹配算法,通过逐字符比较主串和模式串的字符来判断是否存在匹配关系。以下将详细介绍 Brute-Force 算法的工作原理及其时间复杂度。

Brute-Force 算法工作原理

Brute-Force 算法的核心思想是从主串和模式串的起始位置开始,逐字符比较两者的字符。如果当前字符相等,则继续比较后续字符;如果某一字符不相等,则停止比较 并返回-1,表示匹配失败。如果所有字符均相等,则返回主串中当前字符的起始位置。

具体步骤如下:

  • 初始化指针

    • 过程 i 用于遍历主串 s
    • 过程 j 用于遍历模式串 t
  • 逐字符比较

    • i 未超出主串长度且 j 未超出模式串长度时,比较 s[i]t[j]
    • 若字符相等,ij 均加1,继续比较下一个字符。
    • 如果字符不等,首先记录可能的回溯值 j(即当前 j 的值),然后将 j 置为0,重新开始比较。
  • 终止条件

    • j 达到模式串的长度,表示模式串在主串中找到完整匹配,返回当前 i 偏移量。
    • 如果 ij 超出范围,且未找到完整匹配,返回-1。
  • 时间复杂度

    成功匹配时,时间复杂度为 O(n×m),n 为主串长度,m 为模式串长度。失败情况下,时间复杂度可能增加,但一般仍为 O(n×m)。

  • 时间复杂度分析

    时间复杂度取决于匹配是否成功。Brute-Force 算法的最坏情况下复杂度为 O(n×m),这在主串和模式串较长时表现出明显的低效。因此在实际应用中,通常采用更高效的算法如 KMP(Knuth-Morris-Pratt)或 BM 算法来提高性能。

    代码实现示例

    以下为 Brute-Force 算法的主函数示例:

    #include 
    // 串的定义typedef struct { char data[MaxSize]; int length;} SqString;// 串赋值函数void StrAssign(SqString &str, char cstr[]) { int i = 0; while (cstr[i] != '\0') { str.data[i] = cstr[i]; i++; } str.length = i;}// 主函数int main() { SqString str, str2; // 主串和模式串 char s[20] = "Helloworld"; char s2[10] = "llowo"; // 赋值主串 StrAssign(str, s); // 赋值模式串 StrAssign(str2, s2); // 调用 Brute-Force 算法 int n = -2; n = index(str, str2); if (n != -1) { printf("匹配成功,匹配起始位置为:%d\n", n); } else { printf("匹配失败。\n"); } return 0;}

    上述代码示例展示了 Brute-Force 算法的基本实现流程。通过主函数 main 调用 index 函数进行模式匹配,返回匹配结果。如果返回值为 n,表示模式串在主串中从 n位置开始匹配成功;否则返回-1 表示匹配失败。

    总结

    Brute-Force 算法作为模式匹配的基础算法,简单易懂,但在大规模数据中性能较差。因此,在实际应用中需要根据具体需求选择更高效的算法。

    转载地址:http://dcgwk.baihongyu.com/

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