Aho-Corasick算法通过使用trie树和AC自动机实现高效的多模式匹配。最坏情况时间复杂度是O(n+m),其中n是文本的长度,m是所有模式的长度之和。
在实现中,在每个节点中,需要用一个线性搜索来查找与当前输入匹配的模式。因此,在最坏情况下,每个字符都需要遍历所有模式的长度,导致复杂度变为O(n·m)。
解决这个问题的方法是在每个节点中添加一个fail指针,指向下一个需要搜索的节点。这样,在匹配失败时,算法可以在O(1)时间内跳转到下一个节点,而不是线性搜索。这样,最坏情况时间复杂度将保持为O(n+m)。
下面是一个使用Python实现Aho-Corasick算法,并使用fail指针优化时间复杂度的示例代码:
class TrieNode:
def __init__(self):
self.children = {}
self.is_word = False
self.fail = None
class AhoCorasick:
def __init__(self, words):
self.root = TrieNode()
self._build_trie(words)
self._build_fail_links()
def _build_trie(self, words):
for word in words:
node = self.root
for char in word:
if char not in node.children:
node.children[char] = TrieNode()
node = node.children[char]
node.is_word = True
def _build_fail_links(self):
node_queue = [self.root]
while node_queue:
curr_node = node_queue.pop(0)
for char, child_node in curr_node.children.items():
if curr_node == self.root:
child_node.fail = self.root
else:
fail_node = curr_node.fail