golang學(xué)習(xí)---字符串查找(hashStr)

一、func hashStr(sep string) (uint32, uint32)

先分析下golang用得hash算法

32 bit FNV_prime = 2^24 + 2^8 + 0x93 = 16777619(詳見FNV hash算法)

// primeRK is the prime base used in Rabin-Karp algorithm.
const primeRK = 16777619
// hashStr returns the hash and the appropriate multiplicative
// factor for use in Rabin-Karp algorithm.
func hashStr(sep string) (uint32, uint32) {
    hash := uint32(0)
    for i := 0; i < len(sep); i++ {
        //hash = 0 * 16777619 + sep[i]
        hash = hash*primeRK + uint32(sep[i])
    }
    var pow, sq uint32 = 1, primeRK
    for i := len(sep); i > 0; i >>= 1 {
        if i&1 != 0 {
            pow *= sq
        }
        sq *= sq
    }
    return hash, pow
}

核心算法是這一句(FNV Hash算法)
hash = hash*primeRK + uint32(sep[i])
后面一段, 計(jì)算出pow(后面Index函數(shù)使用),如下公式

var pow, sq uint32 = 1, primeRK
for i := len(sep); i > 0; i >>= 1 {
    if i&1 != 0 {
        pow *= sq
    }
    sq *= sq
}

二、func Index(s, sep string) int

這是golang strings包中的Index函數(shù)函數(shù), 查找sep字符串在s中的位置并返回(RK算法,Rabin-Karp算法)

// Index returns the index of the first instance of sep in s, or -1 if sep is not present in s.
func Index(s, sep string) int {
    //查找字符串的長(zhǎng)度
    n := len(sep)
    switch {
    //長(zhǎng)度 == 0, return 0
    case n == 0:
        return 0
    //長(zhǎng)度 == 1,調(diào)用另外一個(gè)函數(shù)
    case n == 1:
        return IndexByte(s, sep[0])
    //長(zhǎng)度 == s字符串的長(zhǎng)度相等,比較兩個(gè)字符串是否相等
    case n == len(s):
        if sep == s {
            return 0
        }
        return -1
    case n > len(s):
        return -1
    }
    // Rabin-Karp search

    hashsep, pow := hashStr(sep)
    var h uint32
    for i := 0; i < n; i++ {
        h = h*primeRK + uint32(s[i])
    }
    if h == hashsep && s[:n] == sep {
        return 0
    }
    for i := n; i < len(s); {
        h *= primeRK
        h += uint32(s[i])
        h -= pow * uint32(s[i-n])
        i++
        if h == hashsep && s[i-n:i] == sep {
            return i - n
        }
    }
    return -1
}

常規(guī)思路(sep是關(guān)鍵詞,s是源字符串)

  1. 對(duì)要查找的字符串sep進(jìn)行hash,此處hash值是uint32類型
  2. 在源字符串s中,從頭取len(sep)長(zhǎng)度,也進(jìn)行hash
  3. 比較兩次hash值是否一致,一致,返回index

例如在“abcdefgh”中查找“fg”的位置

  1. 對(duì)“fg” hash,得到hashsep
  2. for循環(huán),依次取2位(len("fg")),比如第一次取,“ab”, 第二次取“bc”, 第三次取“cd”..., 進(jìn)行hash,得到hashsep1
  3. 比較hashsep和hashsep1是否相等

golang源碼中,使用的算法如下

  1. 對(duì)要查找的字符串sep進(jìn)行hash,得到hashsep, 此處hashsep值是uint32類型
  2. 在s頭部取len(sep)的字符串,進(jìn)行hash,直接與上步產(chǎn)生的hashsep比較,相等則已經(jīng)找到
  3. 根據(jù)上步的hashsep計(jì)算出下次需要的hashsep

例如:
在“abcdefgh”中查找“fg”的位置

  1. 對(duì)“fg” hash,得到hashsep
hashsep, pow := hashStr(sep)
  1. 取出“ab”進(jìn)行hash,得到hash值,與hashsep比較
var h uint32
    for i := 0; i < n; i++ {
        h = h*primeRK + uint32(s[i])
    }
    if h == hashsep && s[:n] == sep {
        return 0
    }
  1. 根據(jù)“ab”的hash值,計(jì)算出“bc”的hash值(這一步很巧妙)
for i := n; i < len(s); {
        h *= primeRK
        h += uint32(s[i])
        h -= pow * uint32(s[i-n])
        i++
        if h == hashsep && s[i-n:i] == sep {
            return i - n
        }
    }

分析一下怎么根據(jù)“ab”的hash值,計(jì)算出“bc”的hash值
還以“abcdefg”中查找“ef”為例

  1. 計(jì)算hash["ab"] (表示“ab”的hash值)

  1. 計(jì)算hash["bc"]


  2. 從hash["ab"]計(jì)算出hash["bc"]

可以用多位字符串試一試,我這里只用兩位

對(duì)比一下剛才這段代碼

for i := n; i < len(s); {
        h *= primeRK
        h += uint32(s[i])
        h -= pow * uint32(s[i-n])
        i++
        if h == hashsep && s[i-n:i] == sep {
            return i - n
        }
    }

func hashStr(sep string) (uint32, uint32)函數(shù)返回的pow就是用來(lái)計(jì)算下一個(gè)組合的hash值的h -= pow * uint32(s[i-n])

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