串匹配实验报告

实验成绩
华中师范大学计算机科学系
实验报告书
实验项目：串匹配问题
课程名称：算法分析与设计
班级： 1
实验时间：周六早上8：30-11:30
实验目的：一、深刻理解并掌握蛮力法的设计思想。

二、提高应用蛮力法设计算法的技能。

三、理解这样一个观点：用蛮力法设计的算法，一般来说，经过适
当的努力之后，都可以对算法的第一个版本进行一定程度的改
良，改进其时间性能。

实验报告要求:1、实现BF算法。

2、实现BF的改进算法：KMP算法。

3、对上述算法进行时间复杂性分析，并设计实验程序，分析结果。

BF算法内容：
#include<iostream>
#include<string.h>
using namespace std;
#define M 80
#define N 50
void main()
{
char S[M],T[N];
int i,j,count=0;
cout<<"请输入长串S:";
gets(S);
cout<<"请输入子串T:";
gets(T);
i=0;j=0;
while(count!=strlen(T)&&i<(strlen(S)))
{
int k=i;
if(S[i]==T[j])
{i++;j++,count++;}
else
{i=k+1;j=0;count=0;}
}
if(count==strlen(T))
{
cout<<"子串从长串的第"<<i-strlen(T)+1<<"位开始匹配成
功!"<<endl;
// break;
}
if(count!=strlen(T))
cout<<"字符串匹配失败!"<<endl;
}
此算法的时间复杂度为O(M*N);
结果一：成功匹配
结果二：匹配失败
经改进后的KMP算法内容：
# include <iostream>
# include <string>
using namespace std;
#define M 80
#define N 50
void getnext(char *t,int *next)
{
int k = -1,j = 0;
next[0] = -1;
next[1] = 0;
while(j < strlen(t))
{
if((k == -1) || (t[j] == t[k])) {
j++;
k++;
next[j]=k;
}
else
{
k = next[k];
}
}
}
void main()
{
int i,j,count=0;
char S[M],T[N];
cout<<"请输入长串S：";
cin>>S;
cout<<"请输入子串T：";
cin>>T;
int n = strlen(T);
int *next = new int[n];
getnext(T,next);
for(i=0,j=0;i<strlen(S)&&j<strlen(T);)
{
if((j == 0)||(S[i] == T[j]))
{
i++;
j++;
}
else
{
j = next[j];
}
}
if(j==strlen(T))
cout<<"子串从长串的第"<<i-j+1<<"位开始匹配成功!"<<endl;
else
cout<<"字符串匹配失败!"<<endl;
} 此算法的时间复杂度为O(N);
若匹配成功，结果如下：
若字符串S和T不匹配，结果如下：
问题分析：通过两种算法的比较，主要区别在于next数组的加入，我通过上网查询以及参考书本上next数组的求解方法，得出此KMP算法，语法上无任何错误，经多次修改，得此算法。

注意next数组与j衔接以防出错。