串匹配问题

实验报告实验项目：_____串匹配问题________班级：___计算机_姓名：_______一、实验题目：给定一个文本,在该文本中查找并定位任意给定字符串。二、实验目的：(1)深刻理解并掌握蛮力法的设计思想;(2)提高应用蛮力法设计算法的技能;(3)理解这样一个观点:用蛮力法设计的算法,一般来说,经过适度的努力后,都可以对算法的第一个版本进行一定程度的改良,改进其时间性能。三、实验要求：(1)实现BF算法;(2)实现BF算法的改进算法:KMP算法和BM算法;(3)对上述3个算法进行时间复杂性分析,并设计实验程序验证分析结果。四、算法描述（对算法主要部分进行伪代码描述或画出流程图）BF算法：基本思想：从主串S的第一个字符开始和模式T的第一个字符进行比较，若相等，则继续比较两者的后续字符；若不相等，则从主串S的第二个字符开始和模式T的第一个字符进行比较，重复上述过程，若T中的字符全部比较完毕，则说明本趟匹配成功；若最后一轮匹配的起始位置是n-m，则主串S中剩下的字符不足够匹配整个模式T，匹配失败。这个算法称为朴素的模式匹配算法，简称BF算法。KMP算法：1.在串S和串T中分别设比较的起始下标i和j；2.循环直到S中所剩字符长度小于T的长度或T中所有字符均比较完毕2.1如果S[i]=T[j]，则继续比较S和T的下一个字符；否则2.2将j向右滑动到next[j]位置，即j=next[j]；2.3如果j=0，则将i和j分别加1，准备下一趟比较；2.4如果T中所有字符均比较完毕，则返回匹配的起始下标；否则返回0；BM算法：BM算法与KMP算法的主要区别是匹配操作的方向不同。虽然BM算法仅把匹配操作的字符比突顺序改为从右向左，但匹配发生失败时，模式T右移的计算方法却发生了较大的变化。开始主串S长度→m模式T长度→n0→iim0→bi→aS[a]=T[b]且b≠na加1b加1b=nYNYYYNNNBF算法结束开始主串S长度→m模式T长度→n0→a0→ba≦m-nS[a]=T[b]且b≠na加1b加1b=nYYYNNNKMP算法结束next[b]→ba-b→ab=-1b加1开始i≦主串S长度-1模式T长度-1→jj≧0且S[i]=T[j]i减1j减1j0YYYNNNBM算法结束0→a0→b0→z模式T长度-1→ii+DIST(T,S[i])→i五、实验结果与结论：（给出测试数据以及程序运行结果，并进行比较，得出自己的结论）设计思想：设文本串T，模式串为P。首先将T与P进行左对齐，然后进行从右向左比较，若是某趟比较不匹配时，BM算法就采用两条启发式规则，即坏字符规则和好后缀规则，来计算模式串向右移动的距离，直到整个匹配过程的结束。注：实验报告后要求附上源程序清单。源程序：#includestdio.h#includeconio.h#includeiostream//BF算法intBF(chars[],chart[]){inti;inta;intb;intm,n;m=strlen(s);//主串长度n=strlen(t);//子串长度printf(\n*****BF*****算法\n);for(i=0;im;i++){b=0;a=i;while(s[a]==t[b]&&b!=n){a++;b++;}if(b==n){printf(查找成功!!\n\n);return0;}}printf(找不到%s\n\n,t);return0;}//前缀函数值,用于KMP算法intGETNEXT(chart[],intb){intNEXT[10];NEXT[0]=-1;intj,k;j=0;k=-1;while(jstrlen(t)){if((k==-1)||(t[j]==t[k])){j++;k++;NEXT[j]=k;}elsek=NEXT[k];}b=NEXT[b];returnb;}//KMP算法intKMP(chars[],chart[]){inta=0;intb=0;intm,n;m=strlen(s);//主串长度n=strlen(t);//子串长度printf(\n*****KMP算法*****\n);while(a=m-n){while(s[a]==t[b]&&b!=n){a++;b++;}if(b==n){printf(查找成功!!\n\n);return0;}b=GETNEXT(t,b);a=a-b;if(b==-1)b++;}printf(找不到%s\n\n,t);return0;}//滑动距离函数,用于BM算法intDIST(chart[],charc){inti=0,x=1;intn;n=strlen(t);while(x&&i!=n-1){if(t[i]==c)x=0;elsei++;}if(i!=n-1)n=n-1-i;returnn;}//BM算法intBM(chars[],chart[]){inta=0;intb=0;inti,j;printf(\n*****BM算法*****\n);intz=0;i=strlen(t)-1;while(i=strlen(s)-1){j=strlen(t)-1;while(j=0&&s[i]==t[j]){j--;i--;}if(j0){printf(查找成功!!\n\n);return0;}elsei=i+DIST(t,s[i]);}printf(找不到%s\n\n,t);return0;}voidmain(){chars[]={'\0'};//主串Sintn=10;chart[]={'\0'};//模式Tprintf(\n----------串匹配问题----------\n);printf(\n输入主串S\nS=);scanf(%s,&s);printf(\n输入子串T\nT=);scanf(%s,&t);printf(主串长%d,子串长为%d\n,strlen(s),strlen(t));BF(s,t);//BF算法KMP(s,t);//KMP算法BM(s,t);//BM算法}