在介绍Rabin Karp算法前,先看看简单文本搜索算法。

简单文本搜索

遍历文本,如果模式的第一个字母匹配,则检查模式的所有字母是否都与文本匹配。
如果 m 是要搜索的字母数,n 是被搜索文本中的字母数,则该算法的时间复杂度为 O(m(n-m + 1))。

public static int simpleTextSearch(char[] pattern, char[] text) {
int patternSize = pattern.length;
int textSize = text.length;

int i = 0;

while ((i + patternSize) <= textSize) {
    int j = 0;
    while (text[i + j] == pattern[j]) {
        j += 1;
        if (j >= patternSize)
            return i;
    }
    i += 1;
}
return -1;

}
当模式很长并且模式中有很多重复元素时,简单文本搜索算法效率非常低。、

Rabin Karp算法

Rabin Karp 算法的想法是使用哈希来查找文本中的模式。在算法开始时,我们需要计算模式的哈希值,该哈希值稍后在算法中使用。这个过程叫做指纹计算。
预处理步骤的重要之处在于其时间复杂度为 O(m),通过文本迭代将需要 O(n),从而给出整个算法的时间复杂度 O(m+n)。

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public static int RabinKarpMethod(char[] pattern, char[] text) {
int patternSize = pattern.length;
int textSize = text.length;

long prime = getBiggerPrime(patternSize);

long r = 1;
for (int i = 0; i < patternSize - 1; i++) {
r *= 2;
r = r % prime;
}

long[] t = new long[textSize];
t[0] = 0;

long pfinger = 0;

for (int j = 0; j < patternSize; j++) {
t[0] = (2 * t[0] + text[j]) % prime;
pfinger = (2 * pfinger + pattern[j]) % prime;
}

int i = 0;
boolean passed = false;

int diff = textSize - patternSize;
for (i = 0; i <= diff; i++) {
if (t[i] == pfinger) {
passed = true;
for (int k = 0; k < patternSize; k++) {
if (text[i + k] != pattern[k]) {
passed = false;
break;
}
}

if (passed) {
return i;
}
}

if (i < diff) {
long value = 2 * (t[i] - r * text[i]) + text[i + patternSize];
t[i + 1] = ((value % prime) + prime) % prime;
}
}
return -1;

}