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PHP樸素字符串匹配算法詳解與代碼實現

M66 2025-06-15

1. 樸素算法簡介

樸素算法是一種基礎且常用的字符串匹配方法，主要用於模式搜索。其核心思想是從文本串的起始位置開始，逐字符比較文本串與模式串中的字符是否相同。如果匹配，則繼續比較後續字符，直到找到完全匹配的子串或文本遍歷結束。

2. 樸素算法的實現

2.1 代碼實現

以下是PHP語言實現的樸素字符串匹配算法：

 
function naive_search($text, $pattern) {
    $n = strlen($text);
    $m = strlen($pattern);
    for ($i = 0; $i <= $n - $m; $i++) {
        $j = 0;
        while ($j < $m && $text[$i + $j] == $pattern[$j]) {
            $j++;
        }
        if ($j == $m) {
            return $i;
        }
    }
    return -1;
}

該函數接收兩個字符串參數，$text表示待搜索的文本串，$pattern為需要查找的模式串。函數返回模式串在文本串中首次出現的位置，若未找到則返回-1。算法通過雙重循環逐字符對比，實現了簡單明了的匹配邏輯。

2.2 代碼解析

函數首先計算文本串和模式串的長度，分別賦值給變量$n$和$m$。外層循環從文本串的第一個字符開始，最多循環到$nm$，保證後續比較不會超出文本長度。

內層循環用於逐字符比較文本和模式串，匹配時$j$遞增。當$j$等於$m$時，說明找到完整匹配，返回匹配起始位置。

若遍歷結束仍未找到匹配，函數返回-1。

3. 樸素算法的應用

3.1 字符串匹配

樸素算法主要應用於基本的字符串匹配問題，例如查找文本中是否包含指定子串。示例如下：

 
$text = "Hello, world!";
$pattern = "world";
$result = naive_search($text, $pattern);
echo $result;  // 輸出 7

該示例中，函數成功找到子串“world”在文本中的位置，返回值為7。

3.2 模式匹配

除基本字符串匹配外，樸素算法還可用於模式搜索，例如正則表達式匹配、HTML標籤查找等場景。以下示例展示如何查找HTML頁面中的所有鏈接：

 
$html = "<html><body><a href='http://example.com'>Example</a></body></html>";
$pattern = "<a href='(.*?)'>(.*?)</a>";
preg_match_all("/$pattern/s", $html, $matches);
print_r($matches);  // 輸出匹配结果

此示例通過正則表達式配合PHP內置函數實現對HTML中鏈接標籤的提取，展示了模式搜索的實際應用。

4. 樸素算法的性能分析

樸素算法的時間複雜度為$O(nm)$，其中$n$為文本長度，$m$為模式長度。雖然其效率相對較低，但由於實現簡單且直觀，對於模式串較短的情況性能表現尚可。在處理較長模式串時，應考慮採用更高效的匹配算法以提升性能。

5. 總結

樸素算法是一種簡單有效的字符串匹配方法，適合入門和理解基本的模式搜索機制。本文通過PHP實例詳細說明了算法原理、代碼實現及應用場景，為讀者掌握字符串匹配提供了實用參考。儘管算法在性能上存在限制，但其易於理解和實現的優勢依然使其在某些場景下具有應用價值。

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