快速掌握 LeetCode 中的字符串匹配问题</

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2023-08-01 22:21:00

破解 LeetCode 字符串匹配谜团：掌握 KMP 算法

在编程世界中，字符串匹配问题就像一扇通往算法掌握的魔法门户。它不仅是 LeetCode 上的常见考题，也是编程面试中经常遇到的难题。在本文中，我们将踏上一段探索 KMP 算法的激动人心之旅，它是解决字符串匹配难题的利器。

认识 KMP 算法：字符串匹配的秘密武器

KMP 算法（Knuth-Morris-Pratt 算法）是解决字符串匹配问题的明星选手，它可以在高效的 O(n + m) 时间复杂度内完成任务，其中 n 是要搜索的字符串长度，而 m 是匹配模式的长度。

KMP 算法的秘密武器在于其巧妙利用前缀表。前缀表是一个数组，其中每个元素表示匹配模式中特定前缀与自身的最长公共前缀。通过使用前缀表，KMP 算法可以快速跳过不匹配的部分，大大提高搜索效率。

KMP 算法实战：步步为营

计算前缀表： 从匹配模式中提取关键信息，即前缀与自身的最长公共前缀。
比较字符串： 逐个字符地比较要搜索的字符串和匹配模式。
利用前缀表优化： 如果当前字符不匹配，利用前缀表跳过不匹配的部分，继续比较。
找到匹配： 当匹配模式的全部字符与要搜索字符串中的字符匹配时，就找到了一个匹配项。

代码示例：KMP 算法代码秀

def kmp_search(s, p):
  prefix = [0] * len(p)
  for i in range(1, len(p)):
    j = prefix[i - 1]
    while j > 0 and p[i] != p[j]:
      j = prefix[j - 1]
    prefix[i] = j + 1

  i = 0
  j = 0
  result = []
  while i < len(s):
    if s[i] == p[j]:
      j += 1
      if j == len(p):
        result.append(i - len(p) + 1)
        j = prefix[j - 1]
    else:
      if j > 0:
        j = prefix[j - 1]
    i += 1

  return result