KMPC++算法实现与应用

在文本处理领域，高效的字符串匹配算法至关重要。KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法因其高效性而被广泛应用于各种场景中。本文将通过一个具体的C++程序示例，展示如何实现KMP算法来解决字符串匹配问题。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

#define BUF_SIZE 256
int match_count = 0;
int positions[200] = { 0 };

struct StringSequence {
    char str[100];
    int len;
};

void computeNextArray(StringSequence pattern, int next[]) {
    int i = 0, j = -1;
    next[i] = j;
    while (i         if (j == -1 || pattern.str[i] == pattern.str[j]) {
            next[++i] = ++j;
        } else {
            j = next[j];
        }
    }
}

int kmpSearch(StringSequence text, StringSequence pattern, int next[]) {
    int i = 0, j = 0;
    while (i         if (j == -1 || text.str[i] == pattern.str[j]) {
            i++; j++;
        } else {
            j = next[j];
        }
    }
    if (j == pattern.len) {
        positions[match_count++] = i - j;
        return i - j;
    }
    return -1;
}

int main() {
    StringSequence text, pattern;
    int next[50];
    DWORD bytesRead;
    char buffer[BUF_SIZE] = "";
    HANDLE fileHandle = CreateFile("test.txt", GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    if (fileHandle == INVALID_HANDLE_VALUE) {
        printf("Error opening file: %d", GetLastError());
        return -1;
    }
    ReadFile(fileHandle, buffer, BUF_SIZE, &bytesRead, NULL);
    strcpy(text.str, buffer);
    text.len = strlen(text.str);
    cout <<"Text: " <    cout <<"Enter the pattern to search: ";
    cin >> pattern.str;
    pattern.len = strlen(pattern.str);
    computeNextArray(pattern, next);
    kmpSearch(text, pattern, next);
    cout <<"Pattern found at positions: ";
    for (int i = 0; i         cout <    }
    cout <    CloseHandle(fileHandle);
    return 0;
}

上述代码首先定义了一个结构体`StringSequence`用于存储字符串及其长度。`computeNextArray`函数计算模式串的部分匹配表（即next数组），这是KMP算法的核心部分之一。`kmpSearch`函数实现了KMP搜索过程，通过比较文本串和模式串来查找所有匹配位置。最后，`main`函数读取文件中的文本作为待搜索的文本串，并从用户输入获取模式串，调用相关函数完成匹配并输出结果。