数据结构实验(串的定义，基本操作及模式匹配)

实验名称：串的定义，基本操作及模式匹配

实验目的：

掌握这种抽象数据类型的特点；熟练掌握串的顺序存储结构表示和基本操作，并能利用这些基本操作实现串的其他各种操作。

实验要求：

• 定义串的定长顺序存储结构；
• 实现串赋值，求串长，求子串，串连接，串比较等基本操作，以及简单模式匹配：检索子串在主串中出现的次数及相应的位置。

代码：

分别用两种存储方式实现

1. 串的定长顺序存储实现

//串的定长顺序存储结构

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2

typedef int Status;

#define MAXSTRLEN 255//可在255以内定义最大串长
typedef unsigned char SString[MAXSTRLEN+1];
//0号单元存放串长

//串赋值
Status StrAssign(SString &S,char *chars)
{
int i,j;char *c;
for(i=0,c=chars;*c;++i,++c);
if(i>MAXSTRLEN) return ERROR;
else
{
S[0]=i;
for(j=1;j<=S[0];j++)
S[j]=*(chars+j-1);
}
return OK;
}//StrAssign

//创建串
Status CreateString(SString &T)
{
char chars1[50];
int k;
gets(chars1);
k=StrAssign(T,chars1);
if(!k)
{
printf("串长超过MAXSTRLEN(=%d)\n",MAXSTRLEN);
exit(0);
}
return OK;
}//CreateString

//求串长
int StrLength(SString S)
{
return S[0];
}

//输出字符串
void StrPrint(SString S)
{
int i;
for(i=1;i<=S[0];i++)
{
printf("%c",S[i]);
}
printf("\n");

}//StrPrint

//求子串
Status SubString(SString &Sub, SString S,int pos,int len)
{//用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的字串
int i,j;
if(pos<1||pos>S[0]||len<0||len>S[0]-pos+1)
return ERROR;
if(!len)
{
Sub[0]=0;
}
else
{
for(i=1,j=pos;i<=len-1,j<=pos+len-1;i++,j++)
Sub[i]=S[j];
Sub[0]=len;
}
return OK;
}//SubString

//串连接
Status Concat(SString &T,SString S1,SString S2)
{//用T返回由S1和S2连接成的新串.
//若未截断,则返回TRUE,否则返回FALSE.
int i,j;
Status uncut;
if(S1[0]+S2[0]<=MAXSTRLEN)//未截断
{
T[0]=S1[0]+S2[0];
for(i=1;i<=S1[0];i++)
{
T[i]=S1[i];
}
for(j=1;j<=S2[0];j++)
{
T[S1[0]+j]=S2[j];
}
uncut=TRUE;
}
else if(S1[0]<MAXSTRLEN)//截断
{
T[0]=MAXSTRLEN;
for(i=1;i<S1[0];i++)
{
T[i]=S1[i];
}
for(j=1;j<=MAXSTRLEN-S1[0];j++)
{
T[S1[0]+j]=S2[j];
}
uncut=FALSE;
}
else//S1[0]>MAXSTRLEN
{
T[0]=MAXSTRLEN;
for(i=1;i<=MAXSTRLEN;i++)
{
T[i]=S1[i];
}
uncut=FALSE;
}
return uncut;
}//Concat

//串比较
int StrCompare(SString S,SString T)
{//若S>T,则返回>0;若S=T,返回值=0;若S<T,返回值<0.
int i;
for(i=1;i<=S[0]&&i<=T[0];i++)
{
if(S[i]!=T[i])
return S[i]-T[i];

}
return S[0]-T[0];
}//StrCompare

//串的简单模式匹配
int Index(SString s1,SString s2,int pos)
{//返回子串在主串中第pos个字符之后出现的位置,
//若不存在,返回0.
//建议先判断pos值是否合法
//其中,s2非空,1<=pos<=StrLength(S)
int i=pos; int j=1;

while(i<=s1[0]&&j<=s2[0]){
if(s1[i]==s2[j]){
++i;++j;
}
else{i=i-j+2;j=1;}
}
if(j>s2[0]) return i-s2[0];
else return 0;
}//Index

void main(){
int i,j,opp=1;	int pos;
char s;
SString t,s1,s2,sub;
Status k;
printf("\n 1,StrAssign 生成串 \n 2,StrLength 求串长");
printf("\n 3,StrCompare 串比较\n 4,Concat 串连接");
printf("\n 5,SubString 求子串 \n 6,Index 串匹配");
printf("\n 0,退出\n");
printf("请输入你的操作:\n");
while(opp!=0){
scanf("%d",&opp);
getchar();//add
switch(opp)
{
case 1:
//k=StrAssign(s1,"DOorDIE");
printf("Please input s1:  ");	CreateString(s1);
printf("串s1为:  ");		StrPrint(s1);
printf("\n");break;
case 2:
printf("串长为%d\n",StrLength(s1));
break;
case 3:
//k=StrAssign(s2,"YOUCAN");
printf("Please input s2:  ");	CreateString(s2);
printf("串s2为:  ");		StrPrint(s2);
printf("\n");
i=StrCompare(s1,s2);
if(i<0)	s='<';
else if(i==0)	s='=';
else s='>';
printf("串s1%c串s2\n",s);     break;
case 4:
Concat(t,s1,s2);
StrPrint(t);
break;
case 5:
printf("求串s1的子串,请输入子串起始位置:  ");
scanf("%d",&i);
printf("请输入子串的长度: ");
scanf("%d",&j);
printf("起始位置: %d，子串长度:  %d",i,j);
k=SubString(sub,s1,i,j);
if(k)
{
printf(" 子串 sub为:  ");
StrPrint(sub);
}
break;
case 6:
int wz[80];//wz数组记录子串出现的位置
i=0;//计数器清零
printf("Please input s1:");	CreateString(s1);
printf("Please input s2:");	CreateString(s2);

pos=1;//初始化起始检索位置
while(pos<=s1[0])//检索整个主串
{
j=Index(s1,s2,pos);//调用串匹配算法
if(j<2)		break;
else
{
i++;wz[i]=j;pos=j+s2[0];
}//继续下一个子串的检索
}if(i==0)  printf("没有检索到需要的子串!  ");
//如果退出循环后,i仍为0,说明不存在匹配的子串
else{
printf("子串在主串中出现%d次\n",i);
printf("%d次匹配的位置分别为:",i);
for(k=1;k<=i;k++)printf("%4d",wz[k]);}
printf("\n");  break;
case 0:
exit(0);}//switch
printf("请选择你的操作:\n");
}//while
}//main

1. 串的堆分配存储

//串的堆分配存储
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<malloc.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1

typedef int Status;
typedef struct
{
char *ch;
int length;
}HString;

Status StrInit(HString &T)
{//初始化串
T.ch=NULL;
T.length=0;
return OK;
}

Status StrAssign(HString &T,char *chars)
{//串赋值
if(T.ch)  free(T.ch);
char* c=chars;
for(int i=0; *c; i++,++c);
if(!i)
{
T.ch=NULL;  T.length=0;
}
else{
if(!(T.ch=(char*)malloc(i*sizeof(char))))
exit(OVERFLOW);
for(int j=0;j<i;j++)
{
T.ch[j]=chars[j];
}
T.length=i;
}
printf("串创建成功！");
return OK;
}//StrAssign

Status CreateString(HString &T)
{//创建串
char chars1[50];
int k;
gets(chars1);
k=StrAssign(T,chars1);

return OK;
}//CreateString

int StrLength(HString S)
{//求串长
return S.length;
}//StrLength

Status StrPrint(HString S)
{//输出字符串
for(int i=0;i<S.length;i++)
{
printf("%c",S.ch[i]);
}
printf("\n");
return OK;
}//StrPrint

Status SubString(HString &Sub, HString S,int pos,int len)
{   //求子串
//用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的字串

if(pos<1||pos>S.length||len<0||len>S.length-pos+1)
return ERROR;
if(Sub.ch) free(Sub.ch);
if(!len)
{
Sub.ch=NULL;
Sub.length=0;
}
else
{
Sub.ch=(char *)malloc(len*sizeof(char));
if(!Sub.ch)   exit(OVERFLOW);
for(int i=0;i<len;i++)
Sub.ch[i]=S.ch[pos+i-1];
Sub.length=len;
}
return OK;
}//SubString

//串连接
Status Concat(HString &T,HString S1,HString S2)
{//用T返回由S1和S2连接成的新串.
//若未截断,则返回TRUE,否则返回FALSE.

if(T.ch)  free(T.ch);
if(!(T.ch=(char*)malloc((S1.length+S2.length)*sizeof(char))))
exit(OVERFLOW);
for(int i=0;i<S1.length;i++)
T.ch[i]=S1.ch[i];
T.length=S1.length+S2.length;
for(i=S1.length;i<T.length;i++)
T.ch[i]=S2.ch[i-S1.length];
return OK;

}//Concat

//串比较
int StrCompare(HString S,HString T)
{//若S>T,则返回>0;若S=T,返回值=0;若S<T,返回值<0.
int i;
for(i=0;i<S.length&&i<T.length;i++)
{
if(S.ch[i]!=T.ch[i])
return S.ch[i]-T.ch[i];
}
return S.length-T.length;
}//StrCompare

//串的简单模式匹配
int Index(HString s1,HString s2,int pos)
{//返回子串在主串中第pos个字符之后出现的位置,
//若不存在,返回0.
//建议先判断pos值是否合法
//其中,s2非空,1<=pos<=StrLength(S)
if(pos<1||pos>s1.length)  return ERROR;
int i=pos-1,j=0;
while(i<s1.length&&j<s2.length)
{
if(s1.ch[i]==s2.ch[j])
{
++i;++j;
}
else
{
i=i-j+1;
j=0;
}
}

if(j>=s2.length) return i-s2.length+1;
else return 0;
}//Index

void main(){
int i,j,opp=1;	int pos;
char s;
char chars1[10],chars2[10];
HString t,s1,s2,sub;
StrInit(t);
StrInit(s1);
StrInit(s2);
StrInit(sub);
Status k;
printf("\n 1,StrAssign 生成串 \n 2,StrLength 求串长");
printf("\n 3,StrCompare 串比较\n 4,Concat 串连接");
printf("\n 5,SubString 求子串 \n 6,Index 串匹配");
printf("\n 0,退出\n");
printf("请输入你的操作:\n");
while(opp!=0){
scanf("%d",&opp);
getchar();//add
switch(opp)
{
case 1:
//k=StrAssign(s1,"DOorDIE");
printf("Please input s1:  ");CreateString(s1);
printf("串s1为:  ");		StrPrint(s1);
printf("\n");break;
case 2:
printf("串长为%d\n",StrLength(s1));
break;
case 3:
//k=StrAssign(s2,"YOUCAN");
printf("Please input s2:  ");	CreateString(s2);
printf("串s2为:  ");		StrPrint(s2);
printf("\n");
i=StrCompare(s1,s2);
if(i<0)	s='<';
else if(i==0)	s='=';
else s='>';
printf("串s1%c串s2\n",s);     break;
case 4:
Concat(t,s1,s2);
StrPrint(t);
break;
case 5:
printf("求s1的子串,请输入子串起始位置:  ");
scanf("%d",&i);
printf("请输入子串的长度: ");
scanf("%d",&j);
printf("起始位置: %d,子串长度:  %d",i,j);
k=SubString(sub,s1,i,j);
if(k)
{
printf("子串sub为:  ");
StrPrint(sub);
}else printf("未检索到子串！");
break;
case 6:
int wz[80];//wz数组记录子串出现的位置
i=0;//计数器清零
printf("Please input s1:");	CreateString(s1);
printf("Please input s2:");CreateString(s2);
pos=1;//初始化起始检索位置
while(pos<=s1.length)//检索整个主串
{
j=Index(s1,s2,pos);//调用串匹配算法
if(j<1)		break;
else
{
i++;wz[i]=j;pos=j+s2.length;
}//继续下一个子串的检索
}if(i==0)  printf("没有检索到需要的子串!  ");
//如果退出循环后,i仍为,说明不存在匹配的子串
else{
printf("子串在主串中出现%d次\n",i);
printf("%d次匹配的位置分别为:",i);
for(k=1;k<=i;k++)printf("%4d",wz[k]);}
printf("\n");  break;
case 0:
exit(0);}//switch
printf("请输入你的操作:\n");
}//while
}//main

• 运行结果
  

• 串

to be continued
how
2019/11/20

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