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Rabin-Karp算法是一种高效的字符串匹配算法，通过使用哈希函数快速查找子字符串。以下是Objective-C实现Rabin-Karp算法的详细代码和解释。

Rabin-Karp算法概述

Rabin-Karp算法通过计算子字符串的哈希值并与目标字符串的哈希值比较，来判断是否存在匹配子串。这种方法的时间复杂度接近O(n)，其中n是字符串的长度，适用于大规模文本的快速搜索。

哈希函数计算

首先，我们需要计算字符串的哈希值。在Objective-C中，可以使用NSRegularExpression来创建正则表达式并计算哈希值。以下是哈希函数的实现：

@interface RabinKarp : NSObject- (NSArray
   
     *
    
     *)computeHashes:(NSString *)patternString;- (NSRegularExpression *)generateHashingRegex:(NSString *)patternString;- (NSArray
     
       *
      
       *)computePatternHashes:(NSString *)patternString;- (NSRegularExpression *)generateTextHashingRegex:(NSString *)patternString;- (NSUInteger)computeHashValue:(NSRegularExpression *)regex forString:(NSString *)inputString;- (NSArray
       
         *
        
         *)computeSubstringHashes:(NSRegularExpression *)textRegex forText:(NSString *)text;@end
        
       
      
     
    
   

滑动窗口匹配

Rabin-Karp算法的核心在于滑动窗口匹配。通过不断滑动窗口，计算当前窗口的哈希值，并与哈希值表进行比较，找到匹配的子串。

完整代码实现

以下是完整的Rabin-Karp算法实现代码：

#import 
   
    @interface RabinKarp : NSObject- (NSArray
    
      *
     
      *)computeHashes:(NSString *)patternString;- (NSRegularExpression *)generateHashingRegex:(NSString *)patternString;- (NSArray
      
        *
       
        *)computePatternHashes:(NSString *)patternString;- (NSRegularExpression *)generateTextHashingRegex:(NSString *)patternString;- (NSUInteger)computeHashValue:(NSRegularExpression *)regex forString:(NSString *)inputString;- (NSArray
        
          *
         
          *)computeSubstringHashes:(NSRegularExpression *)textRegex forText:(NSString *)text;+ (NSArray
          
            *
           
            *)computePatternHashes:(NSString *)patternString inText:(NSString *)text;+ (NSRegularExpression *)generateHashingRegex:(NSString *)patternString;+ (NSArray
            
              *
             
              *)computeSubstringHashes:(NSRegularExpression *)textRegex forText:(NSString *)text;+ (NSUInteger)computeHashValue:(NSRegularExpression *)regex forString:(NSString *)inputString;- (NSArray
              
                *
               
                *)computeHashes:(NSString *)patternString;@end
               
              
             
            
           
          
         
        
       
      
     
    
   

使用示例

以下是如何使用Rabin-Karp算法进行字符串匹配的示例：

// 初始化算法RabinKarp *rabinKarp = [[RabinKarp alloc] init];// 创建哈希值NSRegularExpression *patternRegex = [rabinKarp generateHashingRegex:@"abc"];NSRegularExpression *textRegex = [rabinKarp generateTextHashingRegex:@"abc"];// 计算哈希值NSArray
   
     *patternHashes = [rabinKarp computePatternHashes:@"abc" inText:inputText];NSArray
    
      *textHashes = [rabinKarp computeSubstringHashes:textRegex forText:inputText];// 比较哈希值NSUInteger patternHash = [rabinKarp computeHashValue:patternRegex forString:inputText];for (NSRegularExpression *textHash in textHashes) {    if ([textHash hashValue] == patternHash) {        // 找到匹配子串        NSTextCheckingResult *result = [textHash firstMatchIn:inputText];        if (result) {            // 处理匹配结果            NSLog(@"找到了匹配子串：%@", [result match]);        }    }}
    
   

总结

Rabin-Karp算法通过哈希函数和滑动窗口匹配，显著提高了字符串搜索的效率。通过Objective-C实现，可以在实际应用中快速找到目标子串。

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