Python實(shí)現(xiàn)字符串匹配算法代碼示例
字符串匹配存在的問(wèn)題
Python中在一個(gè)長(zhǎng)字符串中查找子串是否存在可以用兩種方法:一是str的find()函數(shù),find()函數(shù)只返回子串匹配到的起始位置,若沒(méi)有,則返回-1;二是re模塊的findall函數(shù),可以返回所有匹配到的子串。
但是如果用findall函數(shù)時(shí)需要注意字符串中存在的特殊字符
蠻力法字符串匹配:
將模式對(duì)準(zhǔn)文本的前m(模式長(zhǎng)度)個(gè)字符,然后從左到右匹配每一對(duì)對(duì)應(yīng)的字符,直到全部匹配或遇到一個(gè)不匹配的字符。后一種情況下,模式向右移一位。
代碼如下:
def string_match(string, sub_str): # 蠻力法字符串匹配 for i in range(len(string)-len(sub_str)+1): index = i # index指向下一個(gè)待比較的字符 for j in range(len(sub_str)): if string[index] == sub_str[j]: index += 1 else: break if index-i == len(sub_str): return i return -1 if __name__ == "__main__": print(string_match("adbcbdc", "dc"))
最壞情況下,該算法屬于Θ(nm),事實(shí)上,該算法的平均效率比最差效率好得多。事實(shí)上在查找隨機(jī)文本的時(shí)候,其屬于線性的效率Θ(n)。
Horspool算法:
Horsepool算法是Boyer-Moore算法的簡(jiǎn)化版本,這也是一個(gè)空間換時(shí)間的典型例子。算法把模式P和文本T的開(kāi)頭字符對(duì)齊,從模式的最后一個(gè)字符開(kāi)始比較,如果嘗試比較失敗了,它把模式向后移。每次嘗試過(guò)程中比較是從右到左的。
在蠻力算法中,模式的每一次移動(dòng)都是一個(gè)字符,Horspool算法的核心思想是利用空間來(lái)?yè)Q取時(shí)間,提升模式匹配窗口的移動(dòng)幅度。與蠻力算法不同的是,其模式的匹配是從右到左的,通過(guò)預(yù)先算出每次移動(dòng)的距離并存于表中。
代碼如下:
__author__ = 'Wang' from collections import defaultdict def shift_table(pattern): # 生成 Horspool 算法的移動(dòng)表 # 當(dāng)前檢測(cè)字符為c,模式長(zhǎng)度為m # 如果當(dāng)前c不包含在模式的前m-1個(gè)字符中,移動(dòng)模式的長(zhǎng)度m # 其他情況下移動(dòng)最右邊的的c到模式最后一個(gè)字符的距離 table = defaultdict(lambda: len(pattern)) for index in range(0, len(pattern)-1): table[pattern[index]] = len(pattern) - 1 - index return table def horspool_match(pattern, text): # 實(shí)現(xiàn) horspool 字符串匹配算法 # 匹配成功,返回模式在text中的開(kāi)始部分;否則返回 -1 table = shift_table(pattern) index = len(pattern) - 1 while index <= len(text) - 1: print("start matching at", index) match_count = 0 while match_count < len(pattern) and pattern[len(pattern)-1-match_count] == text[index-match_count]: match_count += 1 if match_count == len(pattern): return index-match_count+1 else: index += table[text[index]] return -1 if __name__ == "__main__": print(horspool_match("barber", "jim_saw_me_in_a_barbershopp"))
顯然,Horspool算法的最差效率屬于屬于Θ(nm)。在查找隨機(jī)文本的時(shí)候,其屬于線性的效率Θ(n)。雖然效率類型相同,但平均來(lái)說(shuō),Horspool算法比蠻力算法快很多。
總結(jié)
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Python實(shí)現(xiàn)調(diào)度算法代碼詳解
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