KMP字符串匹配算法陷入循环答案

【问题标题】：KMP String Matching Algorithm stuck in a loopKMP字符串匹配算法陷入循环
【发布时间】：2015-02-02 02:11:02
【问题描述】：

我正在尝试使用 CLRS 实现 KMP 字符串匹配算法，但是由于文本输入为“bbaa”，模式输入为“aab”，它在while 循环中陷入了无限循环 @987654322 @ 功能。我的代码如下：

private int[] getKMPPrefix(char[] p, int m) {
    int[] prefix = new int[m];
    prefix[0] = 0;
    int k = 0;
    for(int q = 1; q < m; q++) {
        while(k > 0 && p[k] != p[q] ) { //Stuck here
            k = prefix[k];
        }
        if(p[k] == p[q]) {
            k++;
        }
        prefix[q] = k;
    }
    return prefix;
}

public void kmp(String text, String pattern) {
    char[] t = text.toCharArray();
    char[] p = pattern.toCharArray();
    int n = text.length();
    int m = pattern.length();

    int[] prefix = getKMPPrefix(p, m);

    int q = 0;
    for(int i = 1; i < n; i++) {
        while(q > 0 && p[q] != t[i]) {
            q = prefix[q];
        }
        if(p[q] == t[i]) {
            q++;
        }
        if(q == m) {
            System.out.println("Pattern occurs with shift " + (i-m+1));
            q = prefix[m-1];
        }
    }
}

知道为什么会这样吗？

【问题讨论】：

标签： java string algorithm

【解决方案1】：

这是正在发生的事情：

到达线：

while(k > 0 && p[k] != p[q] ) { //Stuck here

k=0 所以显然这会失败，它会跳出循环并转到下一个

if(p[k] == p[q]) {
            k++;
        }

在你的情况下，输入是aab 所以这是真的p[0]=p[1]=a

现在，k=1

现在您将k 的值分配给prefix

prefix[q] = k;

现在它陷入僵局。

现在会回到while循环

 while(k > 0 && p[k] != p[q] ) { //Stuck here
            k = prefix[k];
        }

注意，您刚刚在前面的循环中分配了prefix[q] = k;，即p[1] = 1

当涉及到 while 循环 k=1 和 'p[1] != p[2]' 即 a!=b 它通过并进入循环内

k = prefix[k];

k=1 和 prefix[1] = 1，这意味着您将值 1 重新分配给 k

它再次回到 while 循环和 k=1 和 p=1 的值，因为它从未经过 while 循环以递增 p

出现死锁，while 循环的条件将保持为true，程序永远不会退出while 循环。

您可以更改 while 循环条件或在 while 循环内增加 p 或在特定条件后在 while 内增加 break。我解释了Deadlock，尽管尝试自己弄清楚程序。祝你好运

【讨论】：

【解决方案2】：

private static int[] computPrefix(String P) 
    {
        int m = P.length();
        int[] prefix = new int[m];
        prefix[0]=0; // you just mentioned this
        prefix[1]=0; // mention this in initial condition
        int k = 0;
 // start loop form i = 2. You can find the clear explanation in CLRS page number 1002
        for(int i = 2; i<m; i++)
        {
            while(k>0 && P.charAt(k) != P.charAt(i))
            {
                k = prefix[k]; // NO deadlock
            }

            if(P.charAt(k)==P.charAt(i))
            {
                k++;
            }
            prefix[i] = k;
        }
        return prefix;
    }

如果模式是“aabaaa”，您的代码将导致死锁。这个正确的条件将以正确的方式生成前缀。

【讨论】：