4-2 串练习题

1.在字符串模式匹配的KMP算法中,求模式的next数组值得定义如下:

 

(1)当j=1时,为什么要取next[1]=0?  

当模式串中第一个字符与主串中某字符比较不等(失配)时,next[1]=0表示模式串中已经没有字符可与主串中当前字符s[i]比较,主串当前指针应向后移至下一字符,再和模式串中第一个字符进行比较。

(2)为什么要取Max{K},K的最大值是多少?

当主串中第i个字符和模式串中的第j个字符失配时,若主串i不回溯,假定模式串的第k个字符与主串的第i个字符继续进行比较,则k应满足条件1<k<j,并且,‘p1...pk−1 ’=‘pj−k+1...pj−1 ’,k值有多个,为了不使向右移动丢失可能的匹配,k要取最大,由于max{k}表示移动的最大距离,所以取max{k},k的最大值为j-1。

(3)其他情况是什么情况,为什么取next[j]=1?

以上两种情况以外的情况。主串和模式串比较失配,主串指针i不回溯,在最坏的情况下模式串从第一个字符开始和主串第i个字符进行比较,以便防止丢失可能的匹配。

2.设字符串S='aabaabaabaac',P='aabaac'

(1)给出S和P的next数组。(以表格形式给出)

j

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

模式串

a  

a

b

a

a

b

a

a

b

a

a  

c

next[j]

0

1

2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

j

1

2

3

4

5

6

模式串

a

a

b

a

a

c

next[j]

0

1

2

1

2

3

拓展:

位序       1   2   3   4   5   6   7   8   9   
模式串     a   b   a   a   b   c   a   b   c   
 next值    0   1   1   2   2   3   1   2   3   

next数组的求解方法是:

1.第一位的next值为0

2.第二位的next值为1

后面求解每一位的next值时,根据前一位进行比较

3.第三位的next值:第二位的模式串为b ,对应的next值为1;将第二位的模式串b与第一位的模式串a进行比较,不相等;则第三位的next值为1(其他情况均为1)

4.第四位的next值:第三位的模式串为a ,对应的next值为1;将第三位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第四位的next值得为1+1=2

5.第五位的next值:第四位的模式串为a,对应的next值为2;将第四位的模式串a与第二位的模式串b进行比较,不相等;第二位的b对应的next值为1,则将第四位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第五位的next的值为1+1=2

6.第六位的next值:第五位的模式串为b,对应的next值为2;将第五位的模式串b与第二位的模式中b进行比较,相同,则第六位的next值为2+1=3

7.第七位的next值:第六位的模式串为c,对应的next值为3;将第六位的模式串c与第三位的模式串a进行比较,不相等;第三位的a对应的next值为1,

则将第六位的模式串c与第一位的模式串a进行比较,不相同,则第七位的next值为1(其他情况)

8.第八位的next值:第七位的模式串为a,对应的next值为1;将第七位的模式串a与第一位的模式串a进行比较,相同,则第八位的next值为1+1=2

9.第八位的next值:第八位的模式串为b,对应的next值为2;将第八位的模式串b与第二位的模式串b进行比较,相同,则第九位的next值为2+1=3

 

j

1

2

3

4

5

6

7

8

模式串

a

b

a

a

b

c

a

c

Next

0

1

1

2

2

3

1

2

Nextval

0

1

0

2

1

3

0

2

1.第一位的nextval值必定为0,第二位如果于第一位相同则为0,如果不同则为1。

2.第三位的next值为1,那么将第三位和第一位进行比较,均为a,相同,则,第三位的nextval值为0。

3.第四位的next值为2,那么将第四位和第二位进行比较,不同,则第四位的nextval值为其next值,为2。

4.第五位的next值为2,那么将第五位和第二位进行比较,相同,第二位的next值为1,则继续将第二位与第一位进行比较,不同,则第五位的nextval值为第二位的next值,为1。

5.第六位的next值为3,那么将第六位和第三位进行比较,不同,则第六位的nextval值为其next值,为3。

6.第七位的next值为1,那么将第七位和第一位进行比较,相同,则第七位的nextval值为0。

7.第八位的next值为2,那么将第八位和第二位进行比较,不同,则第八位的nextval值为其next值,为2。

j

1

2

3

4

5

6

7

8

模式串

a

b

a

a

b

c

a

c

Next[j]

0

1

1

2

2

3

1

2

(2)若S做主串,P做模式串,试着给出利用KMP算法给出匹配的过程

3.假设以堆分配存储结构表示串,试编写将串T插入到串S中第pos个字符之前的算法。

函数原型:Status StrInsert(HString *S,int pos,HString T)

Status StrInsert(HString *S, int pos, HString T)
{
	int i;
	if(pos < 1 || pos > S->length + 1)
		return ERROR;
	if(T.length)
	{
		S->ch = (char *)realloc (S->ch, (S->length + T.length) * 
			sizeof(char));
		if(!S->ch)
			exit(OVERFLOW);
		for (i = S->length - 1; i >= pos - 1; i--)
			S->ch[i + T.length]	= S->ch[i];
		for (i = pos-1 ; i <= pos - 2 + T.length; i++)
			S->ch[i] = T.ch[i - pos + 1];
		S->length += T.length;
	}
	return OK;
}

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