串匹配BM算法、KMP算法、BF算法

实验报告一串匹配问题

班级：_计算机师 _ 学号： 2 姓名：_

一、实验题目：给定一个文本, 在该文本中查找并定位任意给定字符串。

二、实验目的：

(1) 深刻理解并掌握蛮力法的设计思想;

(2) 提高应用蛮力法设计算法的技能;

(3) 理解这样一个观点: 用蛮力法设计的算法, 一般来说, 经过适度的努力后,

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。

三、实验要求：

(1) 实现 BF算法;

(2) 实现 BF算法的改进算法: KMP 算法和 BM 算法;

(3) 对上述3个算法进行时间复杂性分析, 并设计实验程序验证分析结果。

四、算法描述（对算法主要部分进行伪代码描述或画出流程图）

BF算法：

基本思想：从主串S的第一个字符开始和模式T的第一个字符进行比较，若相等，则继续比较两者的后续字符；若不相等，则从主串S的第二个字符开始和模式T的第一个字符进行比较，重复上述过程，若T中的字符全部比较完毕，则说明本趟匹配成功；若最后一轮匹配的起始位置是n-m，则主串S中剩下的字符不足够匹配整个模式T，匹配失败。这个算法称为朴素的模式匹配算法，简称BF算法。

KMP算法：

基本思想：

1. 在串S和串T中分别设比较的起始下标i和j；

2. 循环直到S中所剩字符长度小于T的长度或T中所有字符均比较完毕

2.1 如果S[i]=T[j]，则继续比较S和T的下一个字符；否则

2.2 将j向右滑动到next[j]位置，即j=next[j]；

2.3 如果j=0，则将i和j分别加1，准备下一趟比较；

2.4 如果T中所有字符均比较完毕，则返回匹配的起始下标；否则返回0；

BM算法：

基本思想：BM算法与KMP算法的主要区别是匹配操作的方向不同。虽然BM算法仅把匹配操作的字符比突顺序改为从右向左，但匹配发生失败时，模式T右移的计算方法却发生了较大的变化。

开主串S 长度

模式T 长度

0→i

i

0→b

i →a

S[a]=T[b ]且b ≠n a 加1

b 加1

b=n

Y

N

Y Y

Y

N

N

N

BF 算法

结

开

主串S 长度

→m

0→a 0→b

a ≦

S[a]=T[b ]且b ≠n a 加1

b 加1

b=n

Y

Y Y

N N

N

KMP 算法

结

next[b]→b a-b →a

b=-1

b 加1

开

i ≦主串S 长

模式T 长

j ≧0且S[i]=T[j] i 减1

j 减1

j<0

Y

Y Y

N

N

N

BM 算法

结0→a 0→b

0→z 模式T 长

i+DIST(T,S

五、实验结果与结论：（给出测试数据以及程序运行结果，并进行比较，得出自己的结论）

设计思想：设文本串T，模式串为P。首先将T与P进行左对齐，然后进行从右向左比较，若是某趟比较不匹配时，BM算法就采用两条启发式规则，即坏字符规则和好后缀规则，来计算模式串向右移动的距离，直到整个匹配过程的结束。

BE算法：

#include

#include

#include

main()

{

char s[100];

char t[100];

int i,a,b,m,n;

printf("*****please input a string:");

scanf("%s",s);

printf("please input search string:");

scanf("%s",t);

m=strlen(s);

n=strlen(t);

printf("*******BF********\n");

for(i=0;i

{

b=0;

a=i;

while(s[a]==t[b]&&b!=n)

{

a++;

b++;

}

if(b==n)

{

printf("success!\n");

return 0;

}

}

printf("no found!:%s\n\n",&t);

return 0;

}

KMP算法：

#include

#include

#include

main()

{

char s[100];

char t[100];

int i,a,b,m,n;

printf("*****please input a string:"); scanf("%s",s);

printf("please input search string:"); scanf("%s",t);

m=strlen(s);

n=strlen(t);

printf("*******KMP********\n");

for(a=0;a<=m-n;a++)

{

b=0;

while(s[a]==t[b]&&b!=n)

{

a++;

b++;

}

if(b==n)

{

printf("success!\n");

return 0;

}

else

{

b=b+1;

a=a-b;

}

if(b=-1)

{b++;}

else return 0;