1- ## 1. BF 算法介绍
1+ ## 1. Brute Force 算法介绍
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3- BF 算法的全称是 ** 「Brute Force 算法」** ,中文意思是暴力匹配算法,也可以叫做朴素匹配算法。
3+ > ** Brute Force 算法** :简称为 BF 算法。中文意思是暴力匹配算法,也可以叫做朴素匹配算法。
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5+ > - ** BF 算法思想** :对于给定文本串 ` T ` 与模式串 ` p ` ,从文本串的第一个字符开始与模式串 ` p ` 的第一个字符进行比较,如果相等,则继续逐个比较后续字符,否则从文本串 ` T ` 的第二个字符起重新和模式串 ` p ` 进行比较。依次类推,直到模式串 ` p ` 中每个字符依次与文本串 ` T ` 的一个连续子串相等,则模式匹配成功。否则模式匹配失败。
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5- > ** BF 算法思想 ** :对于给定文本串 ` T ` 与模式串 ` p ` ,从文本串的第一个字符开始与模式串 ` p ` 的第一个字符进行比较,如果相等,则继续逐个比较后续字符,否则从文本串 ` T ` 的第二个字符起重新和模式串 ` p ` 进行比较。依次类推,直到模式串 ` p ` 中每个字符依次与文本串 ` T ` 的一个连续子串相等,则模式匹配成功。否则模式匹配失败。
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7- ## 2. BF 算法步骤
9+ ## 2. Brute Force 算法步骤
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9- - 对于给定的文本串 ` T ` 与模式串 ` p ` ,求出文本串 ` T ` 的长度为 ` n ` ,模式串 ` p ` 的长度为 ` m ` 。
10- - 同时遍历文本串 ` T ` 和模式串 ` p ` ,先将 ` T[0] ` 与 ` p[0] ` 进行比较。
11- - 如果相等,则继续比较 ` T[1] ` 和 ` p[1] ` 。以此类推,一直到模式串 ` p ` 的末尾 ` p[m - 1] ` 为止。
12- - 如果不相等,则将文本串 ` T ` 移动到上次匹配开始位置的下一个字符位置,模式串 ` p ` 则回退到开始位置,再依次进行比较。
13- - 当遍历完文本串 ` T ` 或者模式串 ` p ` 的时候停止搜索。
11+ 1 . 对于给定的文本串 ` T ` 与模式串 ` p ` ,求出文本串 ` T ` 的长度为 ` n ` ,模式串 ` p ` 的长度为 ` m ` 。
12+ 2 . 同时遍历文本串 ` T ` 和模式串 ` p ` ,先将 ` T[0] ` 与 ` p[0] ` 进行比较。
13+ 1 . 如果相等,则继续比较 ` T[1] ` 和 ` p[1] ` 。以此类推,一直到模式串 ` p ` 的末尾 ` p[m - 1] ` 为止。
14+ 2 . 如果不相等,则将文本串 ` T ` 移动到上次匹配开始位置的下一个字符位置,模式串 ` p ` 则回退到开始位置,再依次进行比较。
15+ 3 . 当遍历完文本串 ` T ` 或者模式串 ` p ` 的时候停止搜索。
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15- ## 3. BF 算法代码实现
17+ ## 3. Brute Force 算法代码实现
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1719``` Python
1820def bruteForce (T : str , p : str ) -> int :
@@ -33,15 +35,15 @@ def bruteForce(T: str, p: str) -> int:
3335 return - 1 # 匹配失败,返回 -1
3436```
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36- ## 4. BF 算法分析
38+ ## 4. Brute Force 算法分析
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3840BF 算法非常简单,容易理解,但其效率很低。主要是因为在匹配过程中可能会出现回溯:当遇到一对字符不同时,模式串 ` p ` 直接回到开始位置,文本串也回到匹配开始位置的下一个位置,再重新开始比较。
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40- 在回溯之后,文本串和模式串中一些部分的比较是没有必要的。由于这种操作策略,导致 BF 算法的效率很低。最坏情况是每一趟比较都在模式串的最后遇到了字符不匹配的情况,每轮比较需要进行 ` m ` 次字符对比,总共需要进行 ` n - m + 1 ` 轮比较,总的比较次数为 ` m * (n - m + 1) ` 。所以 BF 算法的最坏时间复杂度为 $O(m * n)$。
42+ 在回溯之后,文本串和模式串中一些部分的比较是没有必要的。由于这种操作策略,导致 BF 算法的效率很低。最坏情况是每一趟比较都在模式串的最后遇到了字符不匹配的情况,每轮比较需要进行 ` m ` 次字符对比,总共需要进行 ` n - m + 1 ` 轮比较,总的比较次数为 ` m * (n - m + 1) ` 。所以 BF 算法的最坏时间复杂度为 $O(m \times n)$。
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4244在最理想的情况下(第一次匹配直接匹配成功),BF 算法的最佳时间复杂度是 $O(m)$。
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44- 在一般情况下,根据等概率原则,平均搜索次数为 $\frac{(n + m)}{2}$,所以 BF 算法的平均时间复杂度为 $O(n + m)$。
46+ 在一般情况下,根据等概率原则,平均搜索次数为 $\frac{(n + m)}{2}$,所以 Brute Force 算法的平均时间复杂度为 $O(n + m)$。
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4648## 参考资料
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