📜  朴素模式匹配算法 - C++ (1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:10:40.350000             🧑  作者: Mango

概述

朴素模式匹配算法(Naive String Matching Algorithm)是一种简单易懂的字符串匹配方法,其也被称为暴力匹配(Brute Force Matching Algorithm),因为它的思想就是一个字符一个字符地暴力匹配,它的时间复杂度为 O(m*n),其中m为目标串的长度,n为模式串的长度。虽然这种算法比较朴素,但对于一些短且简单的字符串匹配是十分有效的。

算法步骤

假设有一个目标串S和一个模式串P,我们的任务是查找出S中是否包含P,如果S中包含P,则返回P在S中的起始索引位置,如果S中不包含P,则返回-1.

朴素模式匹配算法的过程如下:

  1. 对于S中的每个位置i,从这个位置开始,查看S是否包含P。
  2. 如果步骤1成功找到了P,则返回P的起始索引位置;否则返回-1.

朴素模式匹配算法的完整代码实现如下:

int NaiveStringMatch(string S, string P)
{
    int n = S.length();
    int m = P.length();

    for (int i = 0; i <= n - m; i++)
    {
        // 在S中从i开始查找P中每个字符
        int j;
        for (j = 0; j < m; j++)
        {
            if (S[i+j] != P[j])
                break; // 如果S和P不同,则跳出循环
        }

        if (j == m) // 如果找到了一个完全匹配的P
            return i; // 返回索引位置i
    }
    return -1; // 如果S中没有匹配的P,则返回-1
}

性能分析

朴素模式匹配算法的时间复杂度是O(m*n),其中m为目标串的长度,n为模式串的长度。在最坏情况下,它会扫描整个目标串S n-m+1 次,每次扫描需要比较m个字符,因此总的比较次数为 (n-m+1)*m 个。在n和m相等时,算法复杂度是O(n^2),当n比较大时,算法效率十分低下。

在实际应用中,如果模式串的长度不大,或者目标串的长度远大于模式串的长度,那么朴素模式匹配算法还是可以接受的。但如果模式串比较长并且包含重复的字符或字符集较大时,就需要考虑其他高效的匹配算法了。

总结

朴素模式匹配算法是一种简单易懂,易于实现的字符串匹配方法,用于解决一些短而简单的字符串匹配问题很有效。但由于它的时间复杂度比较高,不适合处理模式串较长或者字符集较大的问题。当面临这样的问题时,应该考虑其他更高效的匹配算法。