内容简介：本文是对:octopus:
本文是对 Swift Algorithm Club 翻译的一篇文章。
Swift Algorithm Club 是 raywenderlich.com 网站出品的用Swift实现算法和数据结构的开源项目，目前在GitHub上有18000+:star:️，我初略统计了一下，大概有一百左右个的算法和数据结构，基本上常见的都包含了，是iOSer学习算法和数据结构不错的资源。
:octopus: andyRon/swift-algorithm-club-cn 是我对Swift Algorithm Club，边学习边翻译的项目。由于能力有限，如发现错误或翻译不妥，请指正，欢迎pull request。也欢迎有兴趣、有时间的小伙伴一起参与翻译和学习 。当然也欢迎加:star:️， 。
本文的翻译原文和代码可以查看:octopus: swift-algorithm-club-cn/Boyer-Moore String Search
Boyer-Moore字符串搜索(Boyer-Moore String Search)
这个主题已经有教程 here
目标：在纯Swift中编写字符串搜索算法，而无需导入 Foundation
或使用 NSString
的 rangeOfString()
方法。
换句话说，我们想在 String
上实现一个 indexOf(pattern：String)
扩展，它返回在字符串里面第一次出现搜索模式的 String.Index
，如果找不到模式则返回 nil
。
例子：
// Input: let s = "Hello, World" s.indexOf(pattern: "World") // Output: <String.Index?> 7 // Input: let animals = ":dog::chicken::pig::cow::cat:" animals.indexOf(pattern: ":cow:") // Output: <String.Index?> 6
注意：牛的索引是6，而不是你想象的3，因为字符串为表情符号使用更多的存储空间。 String.Index
的实际值并不那么重要，只是它指向字符串中的正确字符。
暴力方法 工作正常，但效率不高，尤其是在大块文本上。 事实证明，您不需要从源字符串中查看 _每个_ 字符 —— 通常可以跳过多个字符。
这种跳过算法被称为 Boyer-Moore 算法，它已存在很长时间了。它被认为是所有字符串搜索算法的基准。
以下是您在Swift中编写它的方法：
extension String {
func index(of pattern: String) -> Index? {
let patternLength = pattern.count
guard patternLength > 0, patternLength <= self.count else { return nil }
var skipTable = [Character: Int]()
for (i, c) in pattern.enumerated() {
skipTable[c] = patternLength - i - 1
}
let p = pattern.index(before: pattern.endIndex)
let lastChar = pattern[p]
var i = index(startIndex, offsetBy: patternLength - 1)
func backwards() -> Index? {
var q = p
var j = i
while q > pattern.startIndex {
j = index(before: j)
q = index(before: q)
if self[j] != pattern[q] { return nil }
}
return j
}
while i < endIndex {
let c = self[i]
if c == lastChar {
if let k = backwards() { return k }
i = index(after: i)
} else {
i = index(i, offsetBy: skipTable[c] ?? patternLength, limitedBy: endIndex) ?? endIndex
}
}
return nil
}
}
该算法的工作原理如下。 让源字符与搜索模式字符头部对齐排列，并查看字符串中的哪个字符与搜索模式的 _最后_ 字符匹配：
source string: Hello, World
search pattern: World
^
有三种可能性：
-
这两个字符是相同的。 你找到了可能的匹配。
-
字符不相等，但源字符确实有出现在搜索模式其他位置中。
-
源字符完全没有出现在搜索模式中。
在示例中，字符 o
和 d
不匹配，但 o
确实出现在搜索模式中。 这意味着我们可以跳过几个位置：
source string: Hello, World
search pattern: World
^
注意两个 o
字符现在是如何对齐的。 再次，您将搜索模式的最后一个字符与搜索文本进行比较： W
vs d
。 它们是不相同的，但 W
确实出现在搜索模式中。 因此，再次跳过一个位置，让两个 W
字符在相同位置：
source string: Hello, World
search pattern: World
^
这次两个字符相等并且可能匹配。 要验证匹配，您需要进行暴力搜索，但是从搜索模式的末尾开始向前搜索。 这就是它的全部。
在任何给定时间跳过的数量由“跳过表”确定，“跳过表”是搜索模式中所有字符的字典和跳过的数量。 示例中的跳过表如下所示：
W: 4 o: 3 r: 2 l: 1 d: 0
字符越接近模式的末尾，跳过量越小。 如果某个字符在模式中出现多次，则最接近该模式结尾的字符将确定该字符的跳过值。
注意：如果搜索模式只包含几个字符，则执行暴力搜索会更快。 在构建跳过表与为短模式执行暴力搜索之间需要进行权衡。
致谢：此代码基于1989年7月Dr Dobb’s杂志发表的文章 “Faster String Searches” by Costas Menico —— 对 ，1989年！ 有时保留那些旧杂志是有用的。
扩展阅读：这个算法的 详细分析
Boyer-Moore-Horspool 算法
上面算法的一个变体是 Boyer-Moore-Horspool 算法 。
像常规的Boyer-Moore算法一样，它使用 skipTable
来跳过许多字符。 不同之处在于我们如何检查局部匹配。在上面的版本中，如果找到了部分匹配，但不是完全匹配，我们只跳过一个字符。在这个修订版本中，我们也在那种情况下使用跳过表。
这是Boyer-Moore-Horspool算法的一个实现：
extension String {
func index(of pattern: String, usingHorspoolImprovement: Bool = false) -> Index? {
let patternLength = pattern.count
guard patternLength > 0, patternLength <= self.count else {
return nil
}
var skipTable = [Character: Int]()
for (i, c) in pattern.enumerated() {
skipTable[c] = patternLength - i - 1
}
let p = pattern.index(before: pattern.endIndex)
let lastChar = pattern[p]
var i = index(startIndex, offsetBy: patternLength - 1)
func backwards() -> Index? {
var q = p
var j = i
while q > pattern.startIndex {
j = index(before: j)
q = index(before: q)
if self[j] != pattern[q] { return nil }
}
return j
}
while i < endIndex {
let c = self[i]
if c == lastChar {
if let k = backwards() { return k }
if !usingHorspoolImprovement {
i = index(after: i)
} else {
let jumpOffset = max(skipTable[c] ?? patternLength, 1)
i = index(i, offsetBy: jumpOffset, limitedBy: endIndex) ?? endIndex
}
} else {
i = index(i, offsetBy: skipTable[c] ?? patternLength, limitedBy: endIndex) ?? endIndex
}
}
return nil
}
}
在实践中，Horspool版本的算法往往比原始版本略好一些。 但是，这取决于你愿意做出什么样的权衡。
作者：Matthijs Hollemans，Andreas Neusüß， Matías Mazzei
翻译： Andy Ron
校对： Andy Ron
译注：阮一峰老师的文章 字符串匹配的Boyer-Moore算法 讲的比较清晰。
以上所述就是小编给大家介绍的《【译】Swift算法俱乐部-Boyer-Moore字符串搜索》，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持！
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