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重学数据结构与算法(JS)——Sunday算法(四)

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Sunday算法简介

Sunday算法是一种字符串匹配算法,用于在一个较长的字符串(主串)中查找一个较短的字符串(模式串)。它的基本原理是通过预处理模式串,计算一个失配表,然后使用失配表来快速跳过主串中与模式串不匹配的字符,从而提高匹配效率。

Sunday算法的原理

Sunday算法的原理主要分为两部分:预处理和匹配。

预处理

在预处理阶段,Sunday算法会计算一个失配表,该表将存储模式串中每个字符与主串中可能匹配的第一个字符之间的偏移量。具体而言,失配表中的每个元素i表示模式串中的第i个字符与主串中可能匹配的第一个字符之间的偏移量。如果模式串中的第i个字符与主串中的任何字符都不匹配,则失配表中的第i个元素将设置为模式串的长度。

匹配

在匹配阶段,Sunday算法将使用失配表来快速跳过主串中与模式串不匹配的字符。具体而言,当模式串中的某个字符与主串中的某个字符不匹配时,Sunday算法会使用失配表中的偏移量来跳过主串中可能与模式串匹配的下一个字符。

Sunday算法的实现

以下是一个用JavaScript实现的Sunday算法示例:

function sundayMatch(string, pattern) {
  // 预处理
  const 失配表 = buildMismatchTable(pattern);

  // 匹配
  let i = 0;
  let j = 0;
  while (i < string.length) {
    if (string[i] === pattern[j]) {
      j++;
      if (j === pattern.length) {
        return i - j + 1;
      }
    } else {
      i += 失配表[pattern[j]];
      j = 0;
    }
  }

  return -1;
}

function buildMismatchTable(pattern) {
  const 失配表 = new Array(256).fill(pattern.length);
  for (let i = 0; i < pattern.length - 1; i++) {
    失配表[pattern[i]] = pattern.length - i - 1;
  }
  return 失配表;
}

Sunday算法的复杂度

Sunday算法的复杂度主要取决于模式串的长度和主串的长度。在最坏的情况下,Sunday算法的时间复杂度为O(mn),其中m是模式串的长度,n是主串的长度。然而,在大多数情况下,Sunday算法的时间复杂度要远低于O(mn)。

Sunday算法与其他字符串匹配算法的比较

Sunday算法与其他流行的字符串匹配算法相比,具有以下优点:

  • 易于实现:Sunday算法的实现相对简单,易于理解和编码。
  • 性能优异:Sunday算法在大多数情况下具有优异的性能,尤其是在模式串较短时。

Sunday算法与其他流行的字符串匹配算法相比,也具有一些缺点:

  • 最坏情况下的时间复杂度高:Sunday算法在最坏情况下具有O(mn)的时间复杂度,这使其在某些情况下可能不如其他算法高效。
  • 失配表可能会很大:Sunday算法的失配表可能会很大,尤其是在模式串较长时。这可能会对算法的内存使用造成影响。

总结

Sunday算法是一种高效的字符串匹配算法,具有简单的实现和优异的性能。虽然它在最坏情况下的时间复杂度为O(mn),但它在大多数情况下要远低于这个值。Sunday算法非常适合处理短模式串和长主串的匹配任务。