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
#include
#include

#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
	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
#include
#include
#include

#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
	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
    数据结构实验(串的定义,基本操作及模式匹配)_第1张图片

to be continued
how
2019/11/20

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