KMP算法 —— next 数组的应用 --- 前缀中最小循环节,最大重复次数
在大神的基础上添加了一点自己的理解:
从图片中可以看出next数组中存的值就是最近一次最近一次循环节的下标。。。
至于next数组为什么可以用来求重复前缀呢,而且求出来的重复前缀是最小的呢?
next数组的求法:
void getnext(int len){
int i=0,j=-1;
next[0]=-1;
while(i<len){
if(j==-1 || str[i]==str[j]){
i++;j++;
next[i]=j;
}else
j=next[j];
}
}
个人认为,next数组在求解的过程中,用到了KMP的思想,当前失配了,就回溯到上一个next,请见 j=next[j] ,先说个结论,如果到位置 i ,如果有 i%(i-next(i))==0 , 那说明字符串开始循环了,并且循环到 i-1 结束,为什么这样呢?
我们先假设到达位置 i-1 的时候,字符串循环了(到i-1完毕),那么如果到第i个字符的时候,失配了,根据next数组的求法,我们是不是得回溯?
然而回溯的话,由于字符串是循环的了(这个是假定的),next[i] 是不是指向上一个循环节的后面一个字符呢??
是的,上一个循环节的末尾是 next[i]-1 ,然后现在循环节的末尾是 i-1 ,然么循环节的长度是多少呢?
所以,我们有 (i - 1) - ( next[i] - 1 ) = i - next[i] 就是循环节的长度(假设循环成立的条件下),但是我们怎么知道这个循环到底成立吗?
现在我们已经假设了 0————i-1 循环了,那么我们就一共有i 个字符了,如果有 i % ( i - next[i] ) == 0,总的字符数刚好是循环节的倍数,那么说明这个循环是成立的。
注意还有一点,如果 next[i] == 0,即使符合上述等式,这也不是循环的,举个反例
0 1 2 3 4 5
a b c a b d
-1 0 0 0 1 2
下标为1,2,3的next值均为0,那么 i%(i-next【i】)=i%i==0,但是这个并不是循环。
解释完毕,然后再来看下,为什么求出来的循环节长度是最小的呢?
因为next数组失配的时候,总是回溯到最近的循环节,所以i-next【i】就是最小的循环节长度
为什么求出来的循环次数是最多的呢?
循环节长度是最小的了,那么循环次数肯定是最多的了。
总结一下,如果对于next数组中的 i, 符合 i % ( i - next[i] ) == 0 && next[i] != 0 , 则说明字符串循环,而且
循环节长度为: i - next[i]
循环次数为: i / ( i - next[i] )