Golang 程序实现 Rabin Karp

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Golang 中的 Rabin-Karp 算法是一种强大的字符串搜索算法,用于在较大的文本中有效地定位模式。在本文中,我们需要在 golanguage 中实现 Rabin Karp 算法,这将实现高效的模式匹配并展示该算法在 Golang 中的灵活性。我们可以使用单函数方法以及模块化方法。

模式匹配

假设我们有文本:"ABCABCDABCABC"和模式"ABC",因此通过在 golanguage 中实现 Rabin Karp 算法,我们可以找出该模式在给定的文本字符串中重复的次数和位置。我们将在下面的例子中理解这一点。

单函数方法

这种方法利用单个函数在 golanguage 中实现 Rabin Karp 算法。该函数计算模式的哈希值并为文本的滑动窗口生成哈希值。当哈希值匹配时,逐个字符验证确认匹配。虽然简单,但这种方法对于非常大的文本可能不是最佳的。

模块化方法

模块化方法将算法分为单独的函数。这些函数管理哈希计算、滑动期间的哈希更新以及哈希碰撞期间的字符比较。这种模块化方法更加通用,并且对于大量文本表现更好。

算法

  • 初始化一个空切片以存储在文本中找到模式的索引,并计算模式和文本的长度。

  • 使用合适的哈希函数计算模式的哈希值。遍历文本,从索引 0 到 textLen − patternLen。

  • 在循环中,计算文本当前子字符串的哈希值。如果子字符串的哈希值与模式的哈希值匹配:

  • 对子字符串和模式进行逐字符比较以验证匹配。如果确认匹配,则将当前索引附加到索引切片。

  • 继续遍历文本,直到检查完所有子字符串。返回包含找到模式的索引的索引切片。

语法

func rabinKarp(pattern, text string) []int

语法 func rabinKarp(pattern, text string) []int 定义一个名为 rabinKarp 的函数,该函数接受两个字符串参数,pattern 和 text。该函数返回一个整数切片 ([]int),表示在文本中找到模式的索引。

func hash(str string) uint64

语法 func hash(str string) uint64 声明一个名为 hash 的函数,该函数接受字符串参数 str。该函数旨在返回一个无符号的 64 位整数 (uint64),表示计算出的哈希值。

示例

在此示例中,我们将使用 go 语言实现 Rabin Karp 算法以进行模式匹配。rabinKarp 函数将模式和文本作为输入:模式表示我们要搜索的模式,文本表示我们要在其中搜索模式的文本。在函数内部,实现代码处理 Rabin-Karp 算法。它执行必要的计算和比较以在给定的文本中找到模式。然后,该函数返回一个整数切片 []int,其中包含用于查找带有文本的模式的索引。

package main

import (
	"fmt"
)

func rabinKarp(pattern, text string) []int {
	var indices []int
	patternLen := len(pattern)
	textLen := len(text)

	for i := 0; i <= textLen-patternLen; i++ {
		match := true
		for j := 0; j < patternLen; j++ {
			if text[i+j] != pattern[j] {
				match = false
				break
			}
		}
		if match {
			indices = append(indices, i)
		}
	}

	return indices
}

func main() {
	text := "ABCABCDABCABC"
	pattern := "ABC"

	indices := rabinKarp(pattern, text)
	fmt.Println("在索引处找到模式:", indices)
}

输出

在索引处找到模式:[0 3 7 10]

示例

在此示例中,我们有一个名为 hash 的函数,它接受一个字符串参数 str。该函数计算并返回一个无符号 64 位整数 (uint64),它表示输入字符串的哈希值。在函数内部,实现代码使用合适的哈希算法计算输入字符串的哈希值。计算出的哈希值存储在 hashValue 变量中,并以无符号 64 位整数 (uint64) 的形式返回。

package main

import (
	"fmt"
)

func hash(str string) uint64 {
	var hashValue uint64

	for i := 0; i < len(str); i++ {
		hashValue += uint64(str[i])
	}

	return hashValue
}

func main() {
	input := "example"

	hashValue := hash(input)
	fmt.Println("Hash value:", hashValue)
}

输出

Hash value: 748

实际实现

抄袭检测

Rabin-Karp 算法可用于检测文档中的抄袭。通过将每个文档视为字符序列,并使用该算法有效地搜索文档之间的匹配模式,您可以识别复制内容的实例或文本之间的相似性。

数据重复数据删除

在数据存储系统中,Rabin-Karp 算法可以帮助识别重复的文件或数据块。通过对数据部分进行哈希处理并使用算法比较哈希值,您可以快速识别两部分数据是否相同或相似。

结论

Rabin-Karp 是一种强大的字符串搜索算法,可用于检测文件中的 plag 或重复数据。在本文中,我们研究了如何在 go 语言中实现 Rabin Karp 算法,这是一种强大的字符串搜索技术。在这里,我们探索了两种方法:直接模式匹配方法和巧妙使用单独的哈希函数。


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