KMP算法通过构建next数组避免回溯，实现O(n+m)字符串匹配。首先用双指针法构造模式串的最长相等前后缀数组，再利用该数组在主串中滑动匹配，失配时根据next跳转，最终找出所有匹配位置。
KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法是一种高效的字符串匹配方法，能在O(n + m)时间内完成模式串在主串中的查找，避免了暴力匹配中不必要的回溯。下面介绍C++中如何实现KMP算法。
1. 理解KMP的核心思想
KMP的关键在于预处理模式串，构建一个next数组（也叫失配函数或部分匹配表），记录每个位置前缀和后缀的最长公共长度。当匹配失败时，利用next数组决定模式串应该向右滑动多少位，而不是从头开始比较。
例如，模式串 “ABABC” 的 next 数组为 [0, 0, 1, 2, 0]。
2. 构建next数组
next[i] 表示模式串前 i+1 个字符中，最长相等前后缀的长度（不包含整个子串本身）。构造过程类似双指针：
立即学习“”；
- 用 j 表示当前最长前缀的长度，初始为 0
- i 从 1 开始遍历模式串，若 pattern[i] == pattern[j]，则 next[i] = ++j
- 如果不等且 j > 0，则回退 j = next[j – 1]，继续比较
- 直到 j=0 或匹配成功为止
代码如下：
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37 vector<int> buildNext(const string& pattern) { int m = pattern.size(); vector<int> next(m, 0); int j = 0; for (int i = 1; i < m; ++i) { while (j > 0 && pattern[i] != pattern[j]) { j = next[j - 1]; } if (pattern[i] == pattern[j]) { j++; } next[i] = j; } return next; }
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3. 执行KMP搜索
使用构建好的next数组，在主串中滑动匹配：
- 用 i 遍历主串，j 表示模式串当前匹配位置
- 如果字符相等，i 和 j 同时前进
- 如果不等且 j > 0，j 回退到 next[j-1]
- 如果 j=0 仍不匹配，只移动 i
- 当 j 达到模式串长度时，说明找到一次匹配
完整搜索函数：
vector<int> kmpSearch(const string& text, const string& pattern) { vector<int> matches; if (pattern.empty()) return matches; <pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">vector<int> next = buildNext(pattern); int n = text.size(), m = pattern.size(); int j = 0; for (int i = 0; i < n; ++i) { while (j > 0 && text[i] != pattern[j]) { j = next[j - 1]; } if (text[i] == pattern[j]) { j++; } if (j == m) { matches.push_back(i - m + 1); j = next[j - 1]; // 准备下一次匹配 } } return matches;
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}
4. 使用示例
测试代码：
#include <iostream> #include <vector> using namespace std; <p>int main() { string text = "ABABDABACDABABCABC"; string pattern = "ABABC";</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">vector<int> result = kmpSearch(text, pattern); cout << "Pattern found at positions: "; for (int pos : result) { cout << pos << " "; } cout << endl; return 0;
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}
输出：Pattern found at positions: 8
基本上就这些。KMP算法难点在next数组的理解与构造，一旦掌握，就能高效处理大规模文本匹配问题。
以上就是++怎么实现KMP字符串匹配算法_c++高效字符串匹配KMP算法实现的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！
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