解析BF(普通串模式匹配算法)算法

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目录:
1.BF算法原理
2.BF算法代码实现
3.BF算法的时间复杂度

1.BF算法原理

BF算法是串的模式匹配算法,通俗地理解,是一种用来判断两个串之间是否具有"主串与子串"关系的算法

普通模式匹配算法,其实现过程没有任何技巧,就是简单粗暴地拿一个串同另一个串中的字符一一比对,得到最终结果。例如,使用普通模式匹配算法判断串 A(“abcac”)是否为串 B(“ababcabacabab”)子串的判断过程如下:首先,将串 A 与串 B 的首字符对齐,然后逐个判断相对的字符是否相等,如图 所示:
在这里插入图片描述

上图第一次匹配失败是由于串 A 与串 B 的第 3 个字符匹配失败,因此需要将串 A 后移一个字符的位置,继续同串 B 匹配:
在这里插入图片描述
上图第二次匹配失败,串 A 继续向后移动一个字符的位置:
在这里插入图片描述

两串的模式匹配失败,串 A 继续移动,最终到下图:
在这里插入图片描述

由此,串 A 与串 B 以供经历了 6 次匹配的过程才成功,通过整个模式匹配的过程,证明了串 A 是串 B 的子串(串 B 是串 A 的主串)。

2.BF算法代码实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
//串普通模式匹配算法的实现函数,其中 B是伪主串,A是伪子串
int mate(char * B,char *A){
    int i=0,j=0;
    while (i<strlen(B) && j<strlen(A)) {
        if (B[i]==A[j]) {
            i++;
            j++;
        }else{
            i=i-j+1;
            j=0;
        }
    }
    //跳出循环有两种可能,i=strlen(B)说明已经遍历完主串,匹配失败;j=strlen(A),说明子串遍历完成,在主串中成功匹配
    if (j==strlen(A)) {
        return i-strlen(A)+1;
    }
    //运行到此,为i==strlen(B)的情况
    return 0;
}
int main() {
    int number=mate("ababcabcacbab", "abcac");
    printf("%d",number);
    return 0;
}
运行结果:6

3.BF算法的时间复杂度

该算法最理想的时间复杂度 O(n),n 表示串 A 的长度,即第一次匹配就成功。
BF 算法最坏情况的时间复杂度为 O(nm),n 为串 A 的长度,m 为串 B 的长度。例如,串 B 为 “0000000001”,而串 A 为 “01”,这种情况下,两个串每次匹配,都必须匹配至串 A 的最末尾才能判断匹配失败,因此运行了 nm 次。

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