数据结构与算法基础（王卓）（16）：KMP算法详解（代码实现）

 实现代码的过程中

具体细节、问题：

（1）：关于写Get_next函数的标题：

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现象：

PPT上写的是：

void get_next(SString T, int &next[])

然而并不能运行，而当我们去掉了引用符号（&）以后：

void get_next(SString T, int next[])

却可以运行，但是这里引用的符号就代表着把数据传回（给）主函数，所以最好不要省略

//&：返回所有我们算出的next[]

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原因：

数组不能采用引用格式来传值

根本不存在“元素都是引用的数组”：

本身数组就是用他的首地址来传值的，其首地址代表一大串数组的信息和地址（位置）

而引用传值只是给变量取了一个别名来传值，自然不能无法整个数组的值

总得来说就是一个格式的问题

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（2）：关于Get_next函数中k的初值：

	int j = 0,//从头开始算起k = -1;next[0] = -1;//根据公式

一开始我们想令 k = 0; ，后面真的想去运行以后发现不可以：

根据公式和算法设计，即使是MAX[k]也必须要小于j

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（3）：关于KMP函数里，next数组赋初值 和 调用Get_next函数的语句的问题：

不同版本不同教材的不同写法：

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 网课（PPT）：

	int i = pos, j = 1;

没有给next数组赋初值

也没有调用Get_next函数

啥也没有，主打的就是一个陪伴

乐

这样是肯定不行的：

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书上：

	int next[MAXLEN];int i = pos, j = 1;Get_next(T, next);

给next数组赋初值

调用Get_next函数，但是里面写的是next而非next[]

结果：

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把书上的改进为：

给next数组赋初值

调用Get_next函数，并且写next[]

	int next[MAXLEN];int i = pos, j = 1;Get_next(T, next[]);

结果也不行：

到这里，我们似乎已经山穷水尽，走投无路了

这个时候多和同学沟通交流就成了关键，于是我们又有了如下进展，这也是我们最终最重要的

问题（3）的收获：

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（1）：首先：

给next数组赋初值不能少毋庸置疑，没有可能说有那个变量能够不赋初值就直接进行运算操作的

所以PPT上的情况肯定是不行的（差评）

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（2）：对于书上写的这种情况：

如果我们不要这个Get_next函数的引用符号（不再采用引用传值）

采用实参形参传值，即将其定义的抬头改为：

void Get_next(SString T, int next[])

程序即可成功正确运行：（完整程序如下）这也正是我们

用next最终实现KMP算法的结果：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>//存放exit
#include<math.h>//OVERFLOW,exittypedef int Status;
#define MAXLEN 255struct SString//Sequence String
{char ch[MAXLEN + 1]; //存储串的一维数组int length; //串的当前长度长度
};void Get_next(SString T, int next[])
//给你一个子串T，教你逐个算出每个位序对应的next[]
{int j = 0,//从头开始算起k = -1;next[0] = -1;//根据公式while (j <= T.length - 1)//因为位序从0（而非1）开始{if (k == -1 || T.ch[k] == T.ch[j]){j++;k++;next[j] = k;}elsek = next[k];}
}int Index_KMP(SString S, SString T, int pos)
{int next[MAXLEN];Get_next(T, next);int i = pos, j = 1;while (i <= S.length && j <= T.length){if (S.ch[i] == T.ch[j]){++i; ++j;}//主串和子串依次匹配下一个字符elsej = next[j];}if (j > T.length)return i - T.length; //匹配成功elsereturn 0;
}int main()
{}

同样的，我们不采用引用，我们也还可以采用地址传值，将其定义Get_next的抬头改为：

void Get_next(SString T, int *next)

程序即可成功正确运行：（完整程序如下）

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>//存放exit
#include<math.h>//OVERFLOW,exittypedef int Status;
#define MAXLEN 255struct SString//Sequence String
{char ch[MAXLEN + 1]; //存储串的一维数组int length; //串的当前长度长度
};void Get_next(SString T, int *next)
//给你一个子串T，教你逐个算出每个位序对应的next[]
{int j = 0,//从头开始算起k = -1;next[0] = -1;//根据公式while (j <= T.length - 1)//因为位序从0（而非1）开始{if (k == -1 || T.ch[k] == T.ch[j]){j++;k++;next[j] = k;}elsek = next[k];}
}int Index_KMP(SString S, SString T, int pos)
{int next[MAXLEN];Get_next(T, next);int i = pos, j = 1;while (i <= S.length && j <= T.length){if (S.ch[i] == T.ch[j]){++i; ++j;}//主串和子串依次匹配下一个字符elsej = next[j];}if (j > T.length)return i - T.length; //匹配成功elsereturn 0;
}int main()
{}

为什么不能使用引用：

其实原因我们可能意想不到，在前面的问题（1）当中其实就已经有能解释该现象原因的解答了：

数组不能采用引用格式来传值

根本不存在“元素都是引用的数组”：

本身数组就是用他的首地址来传值的，其首地址代表一大串数组的信息和地址（位置）

而引用传值只是给变量取了一个别名来传值，自然不能（无法）传递整个数组的值

所以只要我们不用引用传数组，自然不会出问题

然而的虽然得到了标准答案，我们还有新的问题没有解决：

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（4）：传值问题（小结）

 根据同学提醒，这里其实我们很有必要举一反三，重新温习一下

如果想要通过调用函数功能传达改变的值，除了数组以外的变量，不要用形参实参传值

否则会产生最后数值没变的结果

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（5）：为什么地址（指针）传值的时候及调用函数的时候不能写next[]

next 既代表整个数组，也代表这个数组的头指针

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地址传值：

next 前面已经加了 * 符号，再加 [ ]  就相当于要求接收**next类型的实参数据了，显然不符合我们的出发点

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调用函数：

这方面其实我也不是很确定：

显然从设计程序的角度而言，我们清楚地知道这个位置需要的是一个数组的首地址，也就是这个数组的头指针

（我觉得）因为next[]无法代表这个数组的首地址，而直接写数组的名称next肯定是鞥狗代表整个数组（也包括首地址）的

另外，我觉得一定要写出next[]形式的首地址的话，其形式效果相当于：&next[0]

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（6）：调用Get_next函数是否必要

理论上应该是没有调用数据就传不进去，具体有待验证

（7）：else语句当中BF算法的语句是什么？

k--？

待解决

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PART 2：关于nextval[ j ]

以后再写，答案：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stdlib.h>//存放exit
#include<math.h>//OVERFLOW,exittypedef int Status;
#define MAXLEN 255struct SString//Sequence String
{char ch[MAXLEN + 1]; //存储串的一维数组int length; //串的当前长度长度
};void Get_nextval(SString T, int nextval[])
//给你一个子串T，教你逐个算出每个位序对应的next[]
{int j = 0,//从头开始算起k = -1;nextval[0] = -1;//根据公式while (j <= T.length){if (k == -1 || T.ch[k] == T.ch[j]){j++;k++;if (T.ch[k] != T.ch[j])nextval[j] = k;elsenextval[j] = nextval[k];}elsek = nextval[k];}
}int Index_KMP(SString S, SString T, int pos)
{int nextval[MAXLEN];Get_nextval(T, nextval);int i = pos, j = 1;while (i <= S.length && j <= T.length){if (S.ch[i] == T.ch[j]){++i; ++j;}//主串和子串依次匹配下一个字符elsej = nextval[j];}if (j > T.length)return i - T.length; //匹配成功elsereturn false;
}int main()
{}