Algorithm 首次出现并行字符串匹配算法

首先，这是家庭作业。这就是说，这是一个非常开放的领域，对于如何开始思考这个问题（或一般的并行算法），我们几乎没有任何指导。我想要指向正确方向的指针，而不是完整的解决方案。任何有帮助的阅读都会很好

我正在研究一种有效的方法，使用并行算法匹配大量文本中第一次出现的模式。模式是简单的字符匹配，不涉及正则表达式。我已经设法找到了一种找到所有匹配项的可能方法，但这需要我查看所有匹配项并找到第一个匹配项

所以问题是，我是否能更成功地在进程之间分解文本并以这种方式扫描？或者最好是让第j个进程搜索模式的第j个字符时进行某种进程同步搜索？如果随后所有进程都为其匹配返回true，则这些进程将改变其在匹配所述模式中的位置并再次上移，直到所有字符都已匹配，然后返回第一个匹配的索引

到目前为止，我所做的是非常基本的，而且很可能不起作用。我不会实现这一点，但任何指点都将不胜感激

对于p处理器，使用长度为t的文本和长度为L的模式，以及L处理器的上限：

for i=0 to t-l: for j=0 to p: processor j compares the text[i+j] to pattern[i+j] On false match: all processors terminate current comparison, i++ On true match by all processors: Iterate p characters at a time until L characters have been compared If all L comparisons return true: return i (position of pattern) Else: i++ 对于i=0到t-l： 对于j=0到p： 处理器j将文本[i+j]与模式[i+j]进行比较 关于假匹配： 所有处理器终止当前比较，i++ 在所有处理器进行真正匹配时： 一次迭代p个字符，直到比较完L个字符 如果所有L比较都返回true： 返回i（模式位置） 其他： 我++

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给定一个长度为L的模式，在p个处理器上搜索长度为N的字符串，我只需在处理器上拆分该字符串。每个处理器将采用长度为N/P+L-1的块，最后一个L-1与属于下一个处理器的字符串重叠。然后每个处理器将执行boyer-moore（两个预处理表将共享）。每次完成后，他们将结果返回给第一个处理器，该处理器维护一个表

Process Index
   1    -1
   2    2
   3    23

在所有进程都响应后（或者经过一点思考，您可以提前退出），您将返回第一个匹配。这应该是O（N/（L*P）+P的平均值

使第i个处理器与第i个字符匹配的方法需要太多的进程间通信开销

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编辑：我意识到你已经有了一个解决方案，并且正在寻找一种不用找到所有解决方案的方法。我真的不认为这种方法是必要的。您可以提出一些早期转义条件，它们并没有那么困难，但我认为它们总体上不会提高您的性能（除非您对文本中匹配项的分布有更多的了解）。

我担心断开字符串不行

一般来说，早期转义是困难的，所以你最好把文本分成几段

但让我们先请Herb Sutter解释一下并行算法的搜索。我们的想法是利用分布的不均匀性来获得早期回报。当然，萨特对任何比赛都感兴趣，这不是手头的问题，所以让我们适应

这是我的想法，假设我们有：

• 长度为

  N

• p

  处理器
• 启发式：

  max

  是块应包含的最大字符数，可能比模式长度大一个数量级

现在，您需要将文本分成

k

相等的块，其中

k

最小，

size（chunk）

最大，但低于

max

然后，我们有一个经典的

Producer-Consumer

模式：向

p

进程提供文本块，每个进程在接收到的文本块中寻找模式

提前逃跑是通过挂上旗帜来完成的。您可以设置找到模式的块的索引（及其位置），也可以只设置一个布尔值，并将结果存储在进程本身中（在这种情况下，一旦进程停止，您必须遍历所有进程）。关键是，每次请求块时，生产者都会检查标志，如果找到匹配项，则停止向进程提供信息（因为进程已按顺序分配块）

让我们举一个例子，使用3个处理器：

[ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 ]
                      x       x

块

6

和

8

都包含字符串

制作人首先将1、2和3输入到流程中，然后每个流程将按照自己的节奏前进（这取决于搜索的文本和模式的相似性）

假设我们先在

8

中找到模式，然后再在

6

中找到它。然后，处理

7

的过程结束并尝试获取另一个块，制作者停止它-->这将是无关的。然后，处理

6

的过程结束，结果是，因此我们知道第一次出现在

6

中，我们知道它的位置

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关键是你不想看全文！太浪费了

您提出的算法的问题是处理器之间的通信开销太大。除非模式非常长，否则最好让每个处理器在特定点查找匹配项，并在最早的匹配项上终止。是否指定了婴儿车型号？或者你能假设什么？L处理器限制是您强加的还是问题？L处理器限制由我指定。