实现短文本大小的字符串搜索算法的Java程序

当我们需要在一个较大的文本中查找一个短文本时，传统的字符串搜索算法可能会存在效率较低的问题。本文介绍一种实现短文本大小的字符串搜索算法的Java程序，通过优化算法，在保证查找准确性的前提下提高搜索效率。

算法原理

传统的字符串搜索算法如暴力匹配法、KMP算法、Boyer-Moore算法等在查找短文本时都需要遍历较长的文本串。而当短文本较小的时候，将遍历的文本长度缩短至短文本长度能够有效提高查找效率。

本算法采用了一种机制，称为“布隆过滤器”，通过布隆过滤器将文本中的不重复字符映射至固定数量的哈希表中，然后对短文本的每个字符在哈希表中查找其是否存在，不存在即表示短文本在长文本中一定不存在，可以跳过这次搜索。

代码实现

布隆过滤器实现

public class BloomFilter {

    private final BitSet bitSet;
    private final int[] seeds;
    private final int size;

    public BloomFilter(int size) {
        this.size = size;
        bitSet = new BitSet(size);
        seeds = new int[]{5, 7, 11, 13, 31, 37, 61};
    }

    public void add(String str) {
        for (int seed : seeds) {
            bitSet.set(Math.abs(str.hashCode() * seed % size), true);
        }
    }

    public boolean contains(String str) {
        for (int seed : seeds) {
            if (!bitSet.get(Math.abs(str.hashCode() * seed % size))) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

字符串搜索实现

public class StringSearch {

    private final BloomFilter bloomFilter;

    public StringSearch() {
        bloomFilter = new BloomFilter(100000000);
    }

    public void addString(String str) {
        bloomFilter.add(str);
    }

    public boolean contains(String longStr, String shortStr) {
        if (longStr.contains(shortStr)) {
            return true;
        }

        for (char c : shortStr.toCharArray()) {
            if (!bloomFilter.contains(String.valueOf(c))) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

使用方法

public static void main(String[] args) {
    String longStr = "Java is a popular programming language, which is widely used in developing software applications and web applications. It was originally developed at Sun Microsystems by James Gosling and released in 1995 as a core component of Sun Microsystems’ Java platform.";
    String shortStr = "Java";

    StringSearch stringSearch = new StringSearch();
    stringSearch.addString(longStr);

    if (stringSearch.contains(longStr, shortStr)) {
        System.out.println("短文本存在于长文本中");
    } else {
        System.out.println("短文本不存在于长文本中");
    }
}

以上就是实现短文本大小的字符串搜索算法的Java程序的详细介绍，该算法通过布隆过滤器将长文本中的不重复字符映射至固定数量的哈希表中，然后对短文本的每个字符在哈希表中查找，减少了搜索长度，提高了搜索效率。