Класичні алгоритми роботи з рядками

Класичні алгоритми роботи з рядками

• Класичні алгоритми для роботи з рядками часто використовуються для пошуку, аналізу та маніпулювання текстовими даними. Вони є основою для багатьох складніших алгоритмів.

Типові задачі

• Пошук та співставлення рядків
• Знаходження найкоротшого спільного префіксу/суфіксу для рядків
• Знаходження усіх підрядків
• Перевірка чи рядок є підрядком іншого рядка
• Визначення анаграм
• Визначення паліндромом
• Обчислення відстані Левенштейна
• Сортування рядків за алфавітом

Алгоритми пошуку рядків

• Алгоритм Бойера-Мура: оптимізований пошук підрядків, використовує префіксні та суфіксні таблиці для швидкого переходу по значенню. Швидкий для пошуку підрядків в великих текстах, не вимагає порівняння кожного символу.

• Алгоритм Кнута-Морріса-Пратта (КМП): пошук підрядків, використовує таблицю попередніх збігів для оптимізації пошуку. Зменшує кількість перевірок символів, що пришвидшує роботу.

• Алгоритм Рабіна-Карпа: наближений пошук підрядків, використовує хешування для швидкого порівняння. Підходить коли потрібно знайти кілька збігів пошукового рядку в тексті.

Реалізація в Python

• Python пропонує вбудовані функції для роботи з рядками, такі як find(), index(), startswith(), що часто ефективніші за власні реалізації простих алгоритмів пошуку.

Приклади використання

• Пошук підрядка:
  • text.find("target") знаходить позицію першого входу підрядка "target" в рядку text.
  • text.index("target") аналогічний до find, але якщо підрядок не знайдено, кидає ValueError.

Відстаня Левенштейна

• Визначає мінімальну кількість операцій (вставки, видалення, заміни) необхідних для перетворення одного рядка в інший. Важливий для пошуку схожих рядків.

• Алгоритм, як правило, передбачає динамічне програмування, для обчислення всієї матриці. Це дуже ефективний спосіб, що дозволяє обчислювати значення відстані між двома рядками, використовуючи дані попередніх обчислень.

Алгоритми для сортування рядків

• Python використовує вбудовану функцію sorted() або метод sort() для сортування списків рядків у порядку лексикографічного розташування.

Анаграми

• Два рядки є анаграмами, якщо вони містять однакові символи. Реалізації вимагають розбору символів кожного рядка, часто за допомогою словників або хеш-таблиць для їх підрахунку та порівняння.

Паліндроми

• Рядок є паліндромом, якщо він читається однаково в обох напрямках. В Python можна використати метод [::-1] для зворотнього рядка та порівняти його з оригіналом.

10 тестових завдань (приклад)

• Написати функцію, що визначає чи є заданий рядок паліндромом
• Реалізувати алгоритм пошуку підрядка за допомогою алгоритму Бойера-Мура
• Створити функцію, що знаходить найкоротший спільний префікс двох рядків
• Написати функцію, що обчислює відстань Левенштейна між двома рядками
• Виділити всі підрядки заданого рядка
• Створити функцію, що сортує список рядків за алфавітом
• Знайти всі анаграми у заданому списку рядків
• Реалізувати алгоритм Кнута-Морріса-Пратта
• Написати функцію, що обчислює хеш-значення заданого рядка
• Створити функцію, що визначає кількість різних символів в рядку

У цьому квізі ви дізнаєтеся про класичні алгоритми роботи з рядками, які широко використовуються для пошуку та аналізу текстових даних. Вивчіть алгоритми, такі як Бойера-Мура, Кнута-Морріса-Пратта та Рабіна-Карпа, а також типові задачі, пов'язані з рядками.