用于 Anagram 子串搜索(或搜索所有排列)的 C# 程序
给定一个文本 txt[0..n-1] 和一个模式 pat[0..m-1],编写一个函数search(char pat[], char txt[]) 打印所有出现的 pat[] 及其txt[] 中的排列(或字谜)。你可以假设 n > m。
预期时间复杂度为 O(n)
例子:
1) Input: txt[] = "BACDGABCDA" pat[] = "ABCD"
Output: Found at Index 0
Found at Index 5
Found at Index 6
2) Input: txt[] = "AAABABAA" pat[] = "AABA"
Output: Found at Index 0
Found at Index 1
Found at Index 4
我们强烈建议您单击此处并进行练习,然后再继续使用解决方案。
一个简单的想法是修改 Rabin Karp 算法。例如,我们可以将哈希值保留为所有字符的 ASCII 值之和,以一个大素数为模。对于文本的每个字符,我们可以将当前字符添加到哈希值并减去前一个窗口的第一个字符。此解决方案看起来不错,但与标准 Rabin Karp 一样,此解决方案的最坏情况时间复杂度为 O(mn)。最坏的情况发生在所有哈希值都匹配并且我们一一匹配所有字符时。
我们可以在字母大小是固定的假设下实现 O(n) 时间复杂度,这通常是正确的,因为我们在 ASCII 中最多有 256 个可能的字符。这个想法是使用两个计数数组:
1)第一个计数数组存储模式中字符的频率。
2)第二个计数数组存储当前文本窗口中字符的频率。
需要注意的重要一点是,比较两个计数数组的时间复杂度为 O(1),因为它们中的元素数量是固定的(与模式和文本大小无关)。以下是该算法的步骤。
1) 将模式频率的计数存储在第一个计数数组countP[]中。还将字符频率计数存储在数组countTW[]中的第一个文本窗口中。
2) 现在运行一个从 i = M 到 N-1 的循环。在循环中执行以下操作。
.....a) 如果两个计数数组相同,我们发现了一个事件。
.....b) countTW[] 中文本当前字符的增量计数
.....c) 减少 countWT[] 中前一个窗口中第一个字符的计数
3)最后一个窗口没有被上面的循环检查,所以明确检查它。
C#
// C# program to search all anagrams
// of a pattern in a text
using System;
class GFG {
public const int MAX = 256;
// This function returns true if
// contents of arr1[] and arr2[]
// are same, otherwise false.
public static bool compare(char[] arr1,
char[] arr2)
{
for (int i = 0; i < MAX; i++) {
if (arr1[i] != arr2[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
// This function search for all
// permutations of pat[] in txt[]
public static void search(string pat,
string txt)
{
int M = pat.Length;
int N = txt.Length;
// countP[]: Store count of all
// characters of pattern
// countTW[]: Store count of current
// window of text
char[] countP = new char[MAX];
char[] countTW = new char[MAX];
for (int i = 0; i < M; i++) {
(countP[pat[i]])++;
(countTW[txt[i]])++;
}
// Traverse through remaining
// characters of pattern
for (int i = M; i < N; i++) {
// Compare counts of current window
// of text with counts of pattern[]
if (compare(countP, countTW)) {
Console.WriteLine("Found at Index " + (i - M));
}
// Add current character to
// current window
(countTW[txt[i]])++;
// Remove the first character of
// previous window
countTW[txt[i - M]]--;
}
// Check for the last window in text
if (compare(countP, countTW)) {
Console.WriteLine("Found at Index " + (N - M));
}
}
// Driver Code
public static void Main(string[] args)
{
string txt = "BACDGABCDA";
string pat = "ABCD";
search(pat, txt);
}
}
// This code is contributed
// by Shrikant1
输出:
Found at Index 0
Found at Index 5
Found at Index 6
有关详细信息,请参阅有关 Anagram Substring Search(或 Search for all permutations)的完整文章!