串：KMP算法及改进的实现（C语言）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define MaxSize 50

typedef struct Str{
	char ch[MaxSize+1];
	int length;
}Str;
//KMP算法
void getNext(Str substr,int next[]){
	int j=1;
	next[1]=0;
	int t =0;
	while(j<substr.length){
		if(t==0||substr.ch[j]==substr.ch[t]){
			next[j+1]=t+1;
			t++;
			j++;
			
		}
		else{
			t=next[t];
			
		}
	}
    printf("   j       ");
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%d  ",i);
	}
	printf("\n模式串：   "); 
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%c  ",substr.ch[i]);
	}
	printf("\nnext[]:    " );
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%d  ",next[i]); 
	} 
}
int KMP(Str str,Str substr){
	int next[MaxSize];
	getNext(substr,next);
	int j=1;
	int i=1;
	while(i<=str.length&&j<=substr.length){
		if(j==0||str.ch[i]==substr.ch[j]){
			i++;
			j++;
			
			
		}else{
			j=next[j];
			
		}	
	}
	if(j>substr.length)  return i-substr.length;
	else return 0;
} 
//将next[]数组进行优化 
void getNextVal(Str substr,int nextval[]){
	int j=1;
	nextval[1]=0;
	int t=0;
	while(j<substr.length){
		if(t==0||substr.ch[j]==substr.ch[t]){
			if(substr.ch[j+1]!=substr.ch[t+1])  nextval[j+1]=t+1;
			else nextval[j+1]=nextval[t+1];
			j++;
			t++;
		}else{
			t=nextval[t];
		}
	}
	printf("\n   j       ");
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%d  ",i);
	}
	printf("\n模式串：   "); 
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%c  ",substr.ch[i]);
	}
	printf("\nnextval[]: " );
	for(int i=1;i<=substr.length;i++){
		printf("%d  ",nextval[i]); 
	} 
} 
int AdvanceKMP(Str str,Str substr){
	int nextval[MaxSize];
	getNextVal(substr,nextval);
	int j=1;
	int i=1;
	while(i<=str.length&&j<=substr.length){
		if(j==0||str.ch[i]==substr.ch[j]){
			i++;
			j++;	
		}else{
			j=nextval[j];	
		}	
	}
	if(j>substr.length)  return i-substr.length;
	else return 0;
} 

int main(){
	char str1[]=" ABABBBAAABABABBA";
	char substr1[]=" ABABABB";
	Str str;
	Str substr;
	printf("请输入主串(以0开头)："); 
	scanf("%s",str.ch);
	printf("请输入主串的长度:");
	scanf("%d",&str.length);
	printf("请输入模式串(以0开头):");
	scanf("%s",substr.ch);
	printf("请输入模式串的长度：");
	scanf("%d",&substr.length); 
	int r=KMP(str,substr);
	printf("\n在主串的第%d个位置",r);
	int r2=AdvanceKMP(str,substr);
	printf("\n在主串的第%d个位置",r2);
}
	

其中next[]数组可以改进，比如在如下这种情况：

在第五个位置发现不匹配时，在next[]数组中查到next[5]=4，需要返回到第四个位置查，若还是相等则需要继续查，在如图所示情况则需要继续查，知道查到位置1，所以有改进之处，在查到相等时，则直接返回到第一个位置（如图），需要改进的是next[]数组，其改进方法如下图：

代码运行截图：