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C语言字符串中的Z算法与文本匹配

发布时间:2024-08-30 09:55:44 来源:亿速云 阅读:82 作者:小樊 栏目:编程语言

Z算法(Z Algorithm)是一种用于字符串匹配和搜索的高效算法

Z算法的基本思想是构建一个Z函数,该函数可以在O(n)时间内计算出给定字符串的所有前缀的最大公共前后缀长度。Z函数的定义如下:

  1. Z[0] = n,其中n为字符串的长度。
  2. 对于i > 0,Z[i]表示以S[i]开头的最长公共前后缀的长度。

Z算法的实现步骤如下:

  1. 初始化两个指针left和right,分别表示当前已知的最长公共前后缀的左右边界。
  2. 遍历字符串,对于每个字符S[i],计算Z[i]的值。
  3. 如果i <= right且Z[i - left]< right - i + 1,则Z[i] = Z[i - left]。
  4. 否则,从right + 1开始,向右比较S[j]和S[i + j],直到找到不相等的字符或达到字符串的末尾。
  5. 更新left和right的值。

Z算法的时间复杂度为O(n),因为在计算过程中,每个字符最多被访问两次。

Z算法在文本匹配中的应用:

  1. 将模式串和文本串拼接成一个新的字符串,即S = P + “#” + T,其中P为模式串,T为文本串。
  2. 使用Z算法计算S的Z函数。
  3. 遍历Z函数,找到Z值等于模式串长度的位置,即为模式串在文本串中的匹配位置。

这种方法的时间复杂度为O(n + m),其中n为文本串的长度,m为模式串的长度。由于Z算法的时间复杂度为O(n),因此该方法在实际应用中具有较高的效率。

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