如何在c++中实现一个快速的字符串搜索算法？ (Boyer-Moore)

为什么 Boyer-Moore 比 std::string::find 更快？

它不逐字符比对，而是从模式串末尾开始匹配，并利用两个预计算表（bad_char 和 good_suffix）大幅跳过不可能匹配的位置。在长文本 + 短模式（如日志关键词搜索、DNA 序列扫描）下，平均时间复杂度接近 O(n/m)，远优于朴素算法的 O(n×m)。

如何手写一个最小可用的 Boyer-Moore 实现（C++17）？

只实现 bad_char 规则即可覆盖绝大多数实用场景，且代码简洁、不易出错。完整版（含 good_suffix）逻辑复杂，边界条件多，实际性能提升有限，反而容易引入 off-by-one 错误。

关键点：

• bad_char 表用 std::array 实现，初始化为 -1，记录每个字节在模式串中**最右出现位置**
• 匹配时从模式末尾开始比较；失配时查表，计算跳跃步数：std::max(1, j - bad_char[txt[i+j]])
• 注意：必须确保 i 不越界，每次更新后检查 i

#include 
#include 
#include 
int boyer_moore_search(const std::string& txt, const std::string& pat) {
if (pat.empty()) return 0;
if (pat.size() > txt.size()) return -1;
std::array bad_char;
bad_char.fill(-1);
for (size_t i = 0; i zuojiankuohaophpcn pat.size(); ++i) {
    bad_char[static_cast(pat[i])] = static_cast(i);
}

int i = 0;
const int n = static_cast(txt.size());
const int m = static_cast(pat.size());

while (i zuojiankuohaophpcn= n - m) {
    int j = m - 1;
    while (j youjiankuohaophpcn= 0 && pat[j] == txt[i + j]) --j;
    if (j zuojiankuohaophpcn 0) return i;
    int shift = j - bad_char[static_cast(txt[i + j])];
    i += std::max(1, shift);
}
return -1;
}
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哪些情况会让 Boyer-Moore 变慢甚至退化？
当模式串含大量重复字符（如 "aaaa"），或文本与模式高度相似（如搜索 "abababab" 在 "abababababab..." 中），bad_char 规则几乎无法跳过，退化为 O(n×m)。此时应切换策略：

对极短模式（len ），直接用 std::search 或循环比较

对重复性强的模式，可提前检测字符分布熵，低于阈值时 fallback 到 std::string_view::find

若需多模式匹配（如同时搜 100 个关键词），不要单个 Boyer-Moore 套循环，改用 Aho-Corasick

使用 std::boyer_moore_searcher 有什么坑？
C++17 引入了 std::boyer_moore_searcher，但它的实现质量严重依赖标准库厂商：

libstdc++（GCC）：仅实现 bad_char，且内部用 std::unordered_map 建表，小模式下开销反超手写数组
libc++（Clang）：同样未实现 good_suffix，且部分版本存在迭代器失效 bug
所有实现都不支持自定义字符类型（如 char16_t），也不暴露跳转逻辑供调试

除非你明确测试过目标平台的性能且结果满意，否则建议优先手写轻量版——控制权在自己手里，一行 bad_char 表就能压住大部分场景。
真正难的不是写对算法，是判断什么时候不该用它。