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字符串匹配算法—单模式匹配—RK 算法

日拱一卒程序猿 2023-04-17 原文

一、RK算法

RK 算法的全称叫 Rabin-Karp 算法，是由它的两位发明者 Rabin 和 Karp 的名字来命名的。

每次检查主串与子串是否匹配，需要依次比对每个字符，所以 BF 算法的时间复杂度就比较高，是 O(n*m)。我们对朴素的字符串匹配算法稍加改造，引入哈希算法，时间复杂度立刻就会降低。

RK 算法的思路是这样的：我们通过哈希算法对主串中的 n-m+1 个子串分别求哈希值，然后逐个与模式 串的哈希值比较大小。如果某个子串的哈希值与模式串相等，那就说明对应的子串和模式串匹配了（这 里先不考虑哈希冲突的问题）。因为哈希值是一个数字，数字之间比较是否相等是非常快速的，所以模 式串和子串比较的效率就提高了。

可以设计一个hash算法： 将字符串转化成整数，利用K进制的方式 数字1-0 ：

10进制 123的拆解

100+20+3=123

小写字母a-z：26进制

大小写字母a-Z:52进制

大小写字母+1-0:62进制

以只是小写字母的26进制为例

字符串“abc”转化成hash值的算法是：

a的ASCII码是97

b的ASCII码是98

c的ASCII码是99

65572+2548+99=68219

字符串“abc”转化成hash值是68219

如果觉得计算太麻烦也可以从97开始，

即 字符串“abc”转化成hash值的算法是：

0+26+2=28 代码如下：

/**
 * 字符串hash值匹配
 */
public class RKalth {
    public static boolean isMatch(String main, String sub) {
        //算出子串的hash值
        int hash_sub=strToHash(sub);
        for (int i = 0; i <= (main.length() - sub.length()); i++) {
        // 主串截串后与子串的hash值比较
            if (hash_sub==strToHash(main.substring(i, i + sub.length()))) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    /**
     * 支持 a-z 二十六进制
     * 获得字符串的hash值
     * @param src
     * @return
     */
    public static int strToHash(String src) {
        int hash = 0;
        for (int i = 0; i < src.length(); i++) {
            hash *= 26;
            hash += src.charAt(i) - 97;
        }
        return hash;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(isMatch("abcvdcd","vdcd"));
    }
}

时间复杂度

RK 算法的的时间复杂度为O(m+n)

m:为匹配串长度

n:为主串长度

应用

适用于匹配串类型不多的情况，比如：字母、数字或字母加数字的组合 62 (大小写字母+数字)

mdash匹配spanstylecolor开发前端字符串算法

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