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leetcode28 找出字符串第一个匹配值的下标 KMP算法

news 来源：原创 2025/6/18 18:37:21

KMP 算法——快速的从主串中找到模式串

当出现字符串不匹配时，可以知道一部分之前已经匹配的文本内容，可以利用这些信息避免从头再去做匹配了。

KMP 算法比较指针不回溯，仅仅是后移模式串。

每次不匹配的时候，找之前已匹配部分中，模式串的最长公共前后缀。

前缀与后缀相同，所以T里面与P的后缀a匹配的那个a一定也与P中的前缀a匹配，所以直接从前缀后面的b开始匹配就行了

也就是碰到某个不匹配的时候，我这个模式串要从最长前缀后滑动到最长后缀的位置（其实就是比较指针 j 从最长前缀移动到最长后缀的位置）。而保存这个位置的数组就是 next 数组。

next数组——前缀表（prefix table）

前缀表是用来回退的，它记录了模式串与主串(文本串)不匹配的时候，模式串应该从哪里开始重新匹配。

next数组既可以就是前缀表，也可以是前缀表统一减一（右移一位，初始位置为-1）。

帮你把KMP算法学个通透！（求next数组代码篇）_哔哩哔哩_bilibili

构造next数组：

定义一个函数getNext来构建next数组，函数参数为指向next数组的指针，和一个字符串。定义一个函数getNext来构建next数组，函数参数为指向next数组的指针，和一个字符串。

**`int* next` 的含义**

void getNext(int* next, const string& s);

int* next 是一个指向整型数组的指针。
它表示 next 是一个数组，而不是单个整数。
在函数内部，可以通过 next[i] 访问数组的第 i 个元素。

`getNext(&next[0], needle);` 的语义

next 是一个整型数组，例如 int next[10];。
&next[0] 是数组 next 的首地址，类型是 int*。
通过 int* next 参数，函数可以访问和修改整个数组。

next数组里存储的是对应位置最长公共前后缀值、当前后缀不相同时j回退到next[j-1]值对应坐标（需要j大于等于1时）。相同时j++更新next。

class Solution {
public:
    //求next数组
    void getNext(int* next, const string& s){
        //初始化
        int i = 1;//后缀末尾位、主串所在
        int j = 0;//前缀末尾位、最长公共前后缀长度
        next[0] = 0;

        for(int i = 1; i<s.size(); i++){
            while(j >= 1 && s[i] != s[j]){
                j = next[j-1];//当前后缀不相同，j回退到next[j-1]值对应坐标
            }
            if(s[i] == s[j]){
                j++;//前后缀相等最长公共前后缀长度+1、准备比较下一位是否相等
            }
            next[i] = j;//更新next数组值
        }
    }
    int strStr(string haystack, string needle) {
        if(needle.size() == 0){
            return 0;
        }
        vector<int> next(needle.size());
        getNext(&next[0], needle);
        int j = 0;
        for(int i = 0; i < haystack.size(); i++){
            while(j > 0 && haystack[i] != needle[j]){
                j = next[j-1];
            }
            if(haystack[i] == needle[j]){
                j++;
            }
            if(j == needle.size()){
                return (i-needle.size()+1);
            }
        }
        return -1;
    }
};