Структуры данных и модели вычислений
мы обнаружили некоторый префикс слова
Время работы этого алгоритма .
Пример.
Пусть алфавит и . Допустим, что, читая текст , мы обнаружили некоторый префикс слова , заканчивающийся фрагментом , который является префиксом слова , а следующий символ в тексте не равен , то есть не совпадает с очередным символом слова . Считаем, что потерпели неудачу, но при этом заметим, что суффикс этого фрагмента является его префиксом и, возможно, он является префиксом некоторого вхождения слова в .
Делая такое предположение, продолжаем читать , сравнивая очередные символы слова с соответствующими, начиная с третьего, символами слова в надежде на этот раз обнаружить его вхождение в .
Таким образом, читая , будем считать, что мы в каждый момент находимся в некотором состоянии , если только что прочитан префикс слова длины . Если при чтении следующего символа мы терпим неудачу, то переходим в новое состояние , такое, что — максимальный префикс слова , являющийся его суффиксом. Функцию, которая состоянию ставит в соответствие , называют функцией откатов. В нашем примере ее можно изобразить следующей диаграммой.
Рис. 13.3.
Введем необходимые обозначения. Пусть — непустое слово в некотором алфавите, а — наибольший собственный префикс слова , являющийся его суффиксом. Тогда справедливы следующие утверждения:
- Слова являются собственными префиксами и суффиксами слова .
- Последовательность
обрывается на пустом слове. - Любой префикс слова , являющийся его суффиксом, находится в последовательности
Пример.
Пусть . Тогда
Определение.
Функцией откатов для слова называют функцию , определяемую соотношением , где — префикс длины слова .
В нашем примере функция задается следующей таблицей:
Алгоритм Кнута-Морриса-Пратта построения функции откатов для слова :
Для разъяснения работы алгоритма рассмотрим ситуацию, возникшую при обработке слова на шаге . К этому моменту вычислены значения при :
Выполняем . Видим, что условие во внутреннем цикле не выполняется из-за первого сомножителя, так как , поэтому тело внутреннего цикла не выполняется, и далее в соответствии с алгоритмом вычисляем
