模式串的`nextval`数组(也称为部分匹配表或前缀函数)用于KMP算法中,它记录了模式串的前缀集合与自身后缀集合的匹配长度。下面我们来计算给定模式串`'abcaabbcabcaabdab'`的`nextval`数组。
首先,我们初始化`nextval`数组,长度与模式串相同,并将第一个元素设为0。然后,我们逐个字符比较模式串的前后部分,来填充`nextval`数组的其余部分。
模式串:`'abcaabbcabcaabdab'`
初始`nextval`:`[0, , , , , , , , , , , , , ]`
下面是计算过程:
1. `nextval[1] = 0` (已初始化)
2. `a`与`a`匹配,`nextval[2] = 1`
3. `b`与`a`不匹配,查看`nextval[1]`的值(即0),所以`nextval[3] = 1`
4. `c`与`a`不匹配,查看`nextval[2]`的值(即1),所以`nextval[4] = 2`
5. `a`与`a`匹配,`nextval[5] = 3`
6. `a`与`b`不匹配,查看`nextval[3]`的值(即1),所以`nextval[6] = 1`
7. `b`与`b`匹配,`nextval[7] = 2`
8. `b`与`c`不匹配,查看`nextval[5]`的值(即3),所以`nextval[8] = 3`
9. `c`与`a`不匹配,查看`nextval[6]`的值(即2),所以`nextval[9] = 2`
10. `a`与`a`匹配,`nextval[10] = 3`
11. `a`与`b`不匹配,查看`nextval[7]`的值(即2),所以`nextval[11] = 2`
12. `b`与`c`不匹配,查看`nextval[8]`的值(即3),所以`nextval[12] = 3`
13. `c`与`a`不匹配,查看`nextval[9]`的值(即2),所以`nextval[13] = 2`
14. `a`与`b`不匹配,查看`nextval[10]`的值(即3),所以`nextval[14] = 3`
15. `b`与`d`不匹配,查看`nextval[11]`的值(即2),所以`nextval[15] = 2`
16. `d`与`a`不匹配,查看`nextval[12]`的值(即3),所以`nextval[16] = 3`
17. `a`与`b`不匹配,查看`nextval[13]`的值(即2),所以`nextval[17] = 2`
最终得到的`nextval`数组为:
`[0, 0, 1, 1, 2, 0, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2]`
这个数组可以帮助KMP算法在文本搜索过程中跳过不必要的比较,从而提高搜索效率。