帮助修复我的 KMP 搜索算法答案

【问题标题】：Help fix my KMP search algorithm帮助修复我的 KMP 搜索算法
【发布时间】：2010-10-13 14:59:50
【问题描述】：

您好，我正在尝试从 C 书中的算法编写 KMP search 的 C# 版本。无法找到我的算法中的缺陷。有人会帮忙吗？

static int KMP(string p, string str) {
    int m = p.Length;
    int n = str.Length;
    int i;
    int j;

    int[] next = new int[m];
    next[0] = -1;

    for (i = 0, j = -1; i < m; i++, j++, next[i] = j) { 
                                        //Getting index out of bounds
        while (j > 0 && p[i] != p[j]) j = next[j];
    }

    for (i = 0, j = 0; i < n && j < m; i++, j++) {
        while (j >= 0 && p[j] != str[i]) j = next[j];
        if (j == m) return i - m;
    }

    return -1;
}

【问题讨论】：

标签： c# algorithm search knuth

【解决方案1】：

简单的答案是在第一个循环中 i++ 在 next[i] = j 之前稳定，因此在搜索字符串的最后一个字符上它试图将 next[m+1] 设置为 j - 这会导致索引超出范围例外。尝试更改顺序：

for (i = 0, j = -1; i < m;  next[i] = j, i++, j++)

更根本的是，尝试将实现分解为可测试的部分。例如，您可以为第一个循环提取一个可测试的方法，因为它正在为搜索词构建计算表。开始：

public int[] BuildTable(string word)
{
    // todo
}

还有一些 NUnit tests 基于 wiki 描述

[Test]
public void Should_get_computed_table_0_0_0_0_1_2_given_ABCDABD()
{
    const string input = "ABCDABD";
    var result = BuildTable(input);
    result.Length.ShouldBeEqualTo(input.Length);
    result[0].ShouldBeEqualTo(-1);
    result[1].ShouldBeEqualTo(0);
    result[2].ShouldBeEqualTo(0);
    result[3].ShouldBeEqualTo(0);
    result[4].ShouldBeEqualTo(0);
    result[5].ShouldBeEqualTo(1);
    result[6].ShouldBeEqualTo(2);
}

[Test]
public void Should_get_computed_table_0_1_2_3_4_5_given_AAAAAAA()
{
    const string input = "AAAAAAA";
    var result = BuildTable(input);
    result.Length.ShouldBeEqualTo(input.Length);
    result[0].ShouldBeEqualTo(-1);
    result[1].ShouldBeEqualTo(0);
    result[2].ShouldBeEqualTo(1);
    result[3].ShouldBeEqualTo(2);
    result[4].ShouldBeEqualTo(3);
    result[5].ShouldBeEqualTo(4);
    result[6].ShouldBeEqualTo(5);
}

接下来为 KMP 方法编写一个或多个测试。

[Test]
public void Should_get_15_given_text_ABC_ABCDAB_ABCDABCDABDE_and_word_ABCDABD()
{
    const string text = "ABC ABCDAB ABCDABCDABDE";
    const string word = "ABCDABD";
    int location = KMP(word, text);
    location.ShouldBeEqualTo(15);
}

然后使用算法的 wiki 描述中使用的结构来实现，它应该会为您提供。

public int KMP(string word, string textToBeSearched)
{
    var table = BuildTable(word);
    // rest of algorithm
}

【讨论】：