Сборник по задачам и примерам Assembler

             

Поиск с предварительным анализом искомой подстроки



Поиск с предварительным анализом искомой подстроки

Против незнания есть только одно средство — знание.

Истинное же знание может быть достигнуто

только через личное совершенствование.

Л. Н. Толстой

Основу материала этого раздела составляет алгоритм КМП-поиска. Имя «КМП» является выборкой первых букв фамилий его создателей: Д. Кнута, Д. Мориса

и В. Пратта. В основе алгоритма КМП-поиска лежит идея о том, что в процессе просмотра строки S с целью поиска вхождения в нее образца Р становится известной информация о просмотренной части. Работа алгоритма производится в два этапа.

  • 1. Анализируется строка-образец Р. По результатам анализа заполняется вспомогательный массив смещений D.

    2. Производится поиск в строке S с использованием строки-образца Р и массива смещений D.

  • Ниже приведена программа, реализующая алгоритм КМП-поиска.

    //рrg4_73_КМР - программа на псевдоязыке поиска строки Р в строке S

    //по алгоритму КМП-поиска. Длина S фиксирована. ..<. ¦ ¦¦ ¦¦

    // Вход: S и Р - массивы символов размером N и М байт (M=<N)

    II Выход: сообщение о количестве вхождений строки Р в строку S.

    ПЕРЕМЕННЫЕ .

    INT_BYTE s[n]://0=<i<N-l

    INT_BYTE p[m]://0-<j<M-l .

    INT_BYTE d[ml://массив смещений
    INT_BYTE k=-l: i=0: j-0 //индексы

    НАЧ_ПРОГ .

    //этап 1: формирование массива смещений d

    ' И j:-0; k:-l:'d[0]

    ПОКА ДЕЛАТЬ

    НАЧ_БЛОК 1 .

    nOKA~"((k>=0)M(p[j]<>p[k])) k:-d[k]

    j:=j+l: k:-k+l :

    ЕСЛИ p[j]-p[k] TO d[j]:-d[k] .

    ИНАЧЕ d[j]:-k .

    кон_блок_1 .

    //этап 2: поиск

    i:-0: j:-0: k:=0

    ПОКА ((j<M)M(i<N)) ДЕЛАТЬ

    НАЧ_БЛОК_1 ' '" '"'

    ПОКА ((j>=O)H(s[i]<>p[j])) j:-dtj]

    j:-j+l: i:=i+l

    КОН_БЛОК_1

    ЕСЛИ j=M TO зывод сообщения об удаче поиска
    ИНАЧЕ вывод сообщения о неудаче поиска КОН ПРОГ

    jmpm3

    ml: :ЕСЛИ j=M TO вывод сообщения об удаче поиска :вывод сообщения о результатах поиска

    cmp si ,len_p

    jneexit_f :ИНАЧЕ вывод сообщения о неудаче поиска

    inc count

    cmp di ,len_s

    jgeexit_f

    xor si ,si

    jmp m34

    exit_f:add count.30h :вывод сообщения mes на экран


    Подробно, хотя и не очень удачно, алгоритм КМП-поиска описан у Вирта [4]. Этот алгоритм достаточно сложен для понимания, хотя в конечном итоге его идея проста. Центральное место в алгоритме КМП-поиска играет вспомогательный массив D. Поясним его назначение. Массив D содержит значения, которые нужно добавить к текущему значению j в позиции первого несовпадения символов в строке S и подстроке Р (Рисунок 4.1).



    Рис 4.1. Пример КМП-поиска

    Из обсуждения выше можно сделать два вывода — один приятный, другой не очень. Во-первых, явное достоинство этого метода в том, что исключены возвраты

    :задаем массив S

    s db "fgcabceabcaab"

    Len_S=$-s :N=Len_S

    db Count db 0 ;счетчик вхождений Р в S

    Db " раз(а)$"

    d db 255 dup (0) вспомогательный массив ¦' ¦ k db 0 .,.,.,'

    .code

    :этап 1 - заполнение массива D значением М - размером образца для поиска

    mov ex.255 :размер кодовой таблицы ASCII

    moval.lenjj :ДЛЯ j=0 ДО 255 ДЕЛАТЬ

    lea di .d rep stosb :d[j]:=M

    :цикл просмотра образца и замещение некоторых элементов d значениями смещений :(см. пояснение за текстом программы)

    xor si .si ; j:=0 '

    cycll: :ДЛЯ j>0 ДО М-2 ДЕЛАТЬ ..>;

    empsi ,1еп_р-1

    jgee_cycll

    mov al ,p[si]

    movdi.ax

    movbl.len_p

    decbl

    subbx.si

    movd[di],bl :d[p[j]]:-MrJ-l:!

    inc si ¦, -.r

    e_cycll: ://этап 2: поиск

    movdi,len_p

    cycl 2:,; ПОВТОРИТЬ - цикл пока (j>-0)WW(I<n) . movsi.len_p :j:=M . , ;¦

    movbx.di :k:=I . '.

    cycl3: :цикл пока (j>-O)MJlH(p[j]~p[k])

    decbx :k:-k-l . ' '¦' '

    dec si :j:-j-l cmp si.0 jl m2

    mov al.p[si] cmps[bx].al jnem2 jmpcycl3 m2: ;i:-i+d[s[i-: push di dec di

    mov al,s[di] mov di ,ax moval .dfdi] popdi

    add di .ax cmp s i, 0 jl ml cmp di .len_s

    jg exi t_f

    jmp cycl2 ml: ;вывод сообщения о результатах поиска

    inc count

    jmpcycl2 exit_f:add count.30h

    lea dx.mes

    mov ah.09h

    int 21h exit:

    Идея алгоритма БМ-поиска в том, что сравнению подвергаются не первые, а последние символы образца Р и очередного фрагмента строки S. Если они не равны, то сдвиг в строке S осуществляется сразу на всю длину образца. Если последние символы равны, то сравнению подвергаются предпоследние символы, и т. д. При несовпадении очередных символов величина сдвига извлекается из таблицы D, которая, таким образом, выполняет ключевую роль в этом алгоритме. Заполнение таблицы происходит на основе конкретной строки-образца Р следующим образом. Размер таблицы определяется размером алфавита, то есть количеством кодов символов, которые могут появляться в тексте. В нашем случае мы отвели под таблицу D память длиной, равной длине кодовой таблицы ASCII. Таким образом, строки S и Р могут содержать любые символы. Первоначально все байты кодовой таблицы заполняются значением, равным длине строки-образца для поиска Р. Далее последовательно извлекаются символы строки-образца Р начиная с первого. Для каждого символа определяется позиция его самого правого вхождения в строку-образец Р. Это значение и заносится в таблицу D на место, соответствующее этому символу. Подробнее получить представление о заполнении таблицы можно по фрагменту программы на псевдоязыке:



    //этап 1: формирование массива d .ДЛЯ j- О ДО 255 ДЕЛАТЬ НАЧ_БЛ0К_1 d[j]:-M К0Н_БЛ0К_1

    ДЛЯ j=0 ДО М-2 ДЕЛАТЬ НАЧ_БЛОК_1

    d[p[j]]:-M-j-l КОН_БЛОК_1

    Так, для строки abcdabce процесс и результаты формирования таблицы D показаны на Рисунок 4.2.

    Куда в двух последних программах пристроить цепочечные команды? К сожалению, некуда. Честно говоря, когда автор писал текст этих программ, он настолько увлекся, что напрочь забыл как о них, так и о цели настоящего раздела — показать особенности использования этих команд при организации поиска информации. А когда вспомнил, то сделал вывод, что пристроить их вроде бы и некуда. А вы как думаете? Окончательный вывод об эффективности можно сделать по результатам работы профайлера.

    Развитие этой темы лежит в плоскости обсуждения проблемы обработки файлов, к которой мы когда-нибудь вернемся.



    Рисунок 4.2. Формирование массива D в программе БМ-поиска

     

    Содержание раздела







    Forekc.ru
    Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий