Время выполнения алгоритма KMP и построения таблицы LPS

Недавно я наткнулся на алгоритм KMP и потратил много времени, пытаясь понять, почему он работает. Хотя сейчас я понимаю основные функциональные возможности, я просто не могу понять вычисления во время выполнения.

Я взял приведенный ниже код с сайта geeksForGeeks: https://www.geeksforgeeks.org/kmp-algorithm-for-pattern-searching/

Этот сайт утверждает, что если размер текста равен O (n), а размер шаблона равен O (м), то KMP вычисляет совпадение за максимальное время O (n). В нем также говорится, что массив LPS может быть вычислен за время O (m).

// C++ program for implementation of KMP pattern searching
// algorithm
#include <bits/stdc++.h>

void computeLPSArray(char* pat, int M, int* lps);

// Prints occurrences of txt[] in pat[]
void KMPSearch(char* pat, char* txt)
{
int M = strlen(pat);
int N = strlen(txt);

// create lps[] that will hold the longest prefix suffix
// values for pattern
int lps[M];

// Preprocess the pattern (calculate lps[] array)
computeLPSArray(pat, M, lps);

int i = 0; // index for txt[]
int j = 0; // index for pat[]
while (i < N) {
if (pat[j] == txt[i]) {
j++;
i++;
}

if (j == M) {
printf("Found pattern at index %d ", i - j);
j = lps[j - 1];
}

// mismatch after j matches
else if (i < N && pat[j] != txt[i]) {
// Do not match lps[0..lps[j-1]] characters,
// they will match anyway
if (j != 0)
j = lps[j - 1];
else
i = i + 1;
}
}
}

// Fills lps[] for given patttern pat[0..M-1]
void computeLPSArray(char* pat, int M, int* lps)
{
// length of the previous longest prefix suffix
int len = 0;

lps[0] = 0; // lps[0] is always 0

// the loop calculates lps[i] for i = 1 to M-1
int i = 1;
while (i < M) {
if (pat[i] == pat[len]) {
len++;
lps[i] = len;
i++;
}
else // (pat[i] != pat[len])
{
// This is tricky. Consider the example.
// AAACAAAA and i = 7. The idea is similar
// to search step.
if (len != 0) {
len = lps[len - 1];

// Also, note that we do not increment
// i here
}
else // if (len == 0)
{
lps[i] = 0;
i++;
}
}
}
}

// Driver program to test above function
int main()
{
char txt[] = "ABABDABACDABABCABAB";
char pat[] = "ABABCABAB";
KMPSearch(pat, txt);
return 0;
}

Я действительно смущен, почему это так.

Для вычисления LPS рассмотрим: aaaaacaaac
В этом случае, когда мы пытаемся вычислить LPS для первого c, мы продолжаем возвращаться, пока не достигнем LPS [0], который равен 0, и остановим. Таким образом, по сути, мы будем путешествовать по крайней мере по длине шаблона до этой точки. Если это происходит несколько раз, как сложность времени будет O (m)?

У меня похожая путаница во время выполнения KMP, чтобы быть O (n).

Я прочитал другие темы в переполнении стека перед публикацией, а также различные другие сайты по этой теме. Я все еще очень смущен. Я был бы очень признателен, если бы кто-нибудь мог помочь мне понять лучшие и худшие варианты сценариев для этих алгоритмов и то, как их время выполнения вычисляется на некоторых примерах. Опять же, пожалуйста, не предлагайте мне Google это, я сделал это, провел целую неделю, пытаясь понять, и потерпел неудачу.