C语言数据结构（大话数据结构——笔记3）第五章：串（字符串）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C语言数据结构（大话数据结构——笔记3）第五章：串（字符串）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
文章目录
串的定义（153）
串（string）是由零个或多个字符组成的有限序列，又名叫字符串
空串 null string（153）
零个字符的串
子串与主串（153）
串中任意个数的连续字符组成的子序列称为该串的子串，包含这个子序列的称为主串
串的比较（154）
串的比较是通过组成串的字符之间的编码来进行的，而字符的编码指的是字符在对应字符集中的序号
串的抽象数据类型（156）
查找子串第一个实现方法（157）
串的顺序存储结构（157）
串的链式存储结构（159）
朴素的模式匹配算法（160）（查找效率可能低下，最严重可达O(n^2)）
串的模式匹配：子串的定位操作（160）
检验：
没啥问题，而且程序设计很精妙！比157那个代码量少多了！
KMP模式匹配算法（克努特——莫里斯——普拉特算法）（163）
看不太懂（166）
我大概想了一下，这种字符串遍历算法的优化，假设S是主字符串，T是要遍历的子字符串，那么我们可以把S想象得很长很长，那么我们只需要根据需遍历的子字符串T，根据它自身建立一套遍历规则，那么就可以按照这套规则，决定哪个字符需要比较，哪里不需要比较，规则只需建立一次，但收益终身（整个S内）
ok，我们来看它那套规则，对子字符串T使用前缀后缀规则计算j变化（有点懵，不知道为什么用这套规则）（对每个j求前面字符串前缀与后缀的最大重复串，在其基础上加一）（168）
KMP模式匹配算法实现（169）
KMP模式匹配算法改进（170）
即使是使用了KMP模式匹配算法，仍然有不足的情况，需要对T的next[j]数组进行改良，之后的next数组用nextval数组替代
nextval数组值推导（172）
计算方式还是很好理解的，实际细节，还得自己敲代码后才能完全吃透
本章配套代码
串
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.h"
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 40 /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType; /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
typedef char String[MAXSIZE + 1]; /* 0号单元存放串的长度 */
/* 生成一个其值等于chars的串T */
Status StrAssign(String T, const char* chars)
{
int i;
if (strlen(chars) > MAXSIZE)
return ERROR;
else
{
T[0] = strlen(chars);
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
T[i] = *(chars + i - 1);
return OK;
}
}
/* 由串S复制得串T */
Status StrCopy(String T, String S)
{
int i;
for (i = 0; i <= S[0]; i++)
T[i] = S[i];
return OK;
}
/* 若S为空串,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status StrEmpty(String S)
{
if (S[0] == 0)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
/* 初始条件: 串S和T存在 */
/* 操作结果: 若S>T,则返回值>0;若S=T,则返回值=0;若S<T,则返回值<0 */
int StrCompare(String S, String T)
{
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];
}
/* 返回串的元素个数 */
int StrLength(String S)
{
return S[0];
}
/* 初始条件:串S存在。操作结果:将S清为空串 */
Status ClearString(String S)
{
S[0] = 0;/* 令串长为零 */
return OK;
}
/* 用T返回S1和S2联接而成的新串。若未截断，则返回TRUE，否则FALSE */
Status Concat(String T, String S1, String S2)
{
int i;
if (S1[0] + S2[0] <= MAXSIZE)
{ /* 未截断 */
for (i = 1; i <= S1[0]; i++)
T[i] = S1[i];
for (i = 1; i <= S2[0]; i++)
T[S1[0] + i] = S2[i];
T[0] = S1[0] + S2[0];
return TRUE;
}
else
{ /* 截断S2 */
for (i = 1; i <= S1[0]; i++)
T[i] = S1[i];
for (i = 1; i <= MAXSIZE - S1[0]; i++)
T[S1[0] + i] = S2[i];
T[0] = MAXSIZE;
return FALSE;
}
}
/* 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。 */
Status SubString(String Sub, String S, int pos, int len)
{
int i;
if (pos<1 || pos>S[0] || len<0 || len>S[0] - pos + 1)
return ERROR;
for (i = 1; i <= len; i++)
Sub[i] = S[pos + i - 1];
Sub[0] = len;
return OK;
}
/* 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在,则函数返回值为0。 */
/* 其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)。 */
int Index(String S, String T, int pos)
{
int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */
int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */
while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */
{
if (S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续 */
{
++i;
++j;
}
else /* 指针后退重新开始匹配 */
{
i = i - j + 2; /* i退回到上次匹配首位的下一位 */
j = 1; /* j退回到子串T的首位 */
}
}
if (j > T[0])
return i - T[0];
else
return 0;
}
/* T为非空串。若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串， */
/* 则返回第一个这样的子串在S中的位置，否则返回0 */
int Index2(String S, String T, int pos)
{
int n, m, i;
String sub;
if (pos > 0)
{
n = StrLength(S); /* 得到主串S的长度 */
m = StrLength(T); /* 得到子串T的长度 */
i = pos;
while (i <= n - m + 1)
{
SubString(sub, S, i, m); /* 取主串中第i个位置长度与T相等的子串给sub */
if (StrCompare(sub, T) != 0) /* 如果两串不相等 */
++i;
else /* 如果两串相等 */
return i; /* 则返回i值 */
}
}
return 0; /* 若无子串与T相等，返回0 */
}
/* 初始条件: 串S和T存在,1≤pos≤StrLength(S)+1 */
/* 操作结果: 在串S的第pos个字符之前插入串T。完全插入返回TRUE,部分插入返回FALSE */
Status StrInsert(String S, int pos, String T)
{
int i;
if (pos<1 || pos>S[0] + 1)
return ERROR;
if (S[0] + T[0] <= MAXSIZE)
{ /* 完全插入 */
for (i = S[0]; i >= pos; i--)
S[i + T[0]] = S[i];
for (i = pos; i < pos + T[0]; i++)
S[i] = T[i - pos + 1];
S[0] = S[0] + T[0];
return TRUE;
}
else
{ /* 部分插入 */
for (i = MAXSIZE; i <= pos; i--)
S[i] = S[i - T[0]];
for (i = pos; i < pos + T[0]; i++)
S[i] = T[i - pos + 1];
S[0] = MAXSIZE;
return FALSE;
}
}
/* 初始条件: 串S存在,1≤pos≤StrLength(S)-len+1 */
/* 操作结果: 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串 */
Status StrDelete(String S, int pos, int len)
{
int i;
if (pos<1 || pos>S[0] - len + 1 || len < 0)
return ERROR;
for (i = pos + len; i <= S[0]; i++)
S[i - len] = S[i];
S[0] -= len;
return OK;
}
/* 初始条件: 串S,T和V存在,T是非空串（此函数与串的存储结构无关） */
/* 操作结果: 用V替换主串S中出现的所有与T相等的不重叠的子串 */
Status Replace(String S, String T, String V)
{
int i = 1; /* 从串S的第一个字符起查找串T */
if (StrEmpty(T)) /* T是空串 */
return ERROR;
do
{
i = Index(S, T, i); /* 结果i为从上一个i之后找到的子串T的位置 */
if (i) /* 串S中存在串T */
{
StrDelete(S, i, StrLength(T)); /* 删除该串T */
StrInsert(S, i, V); /* 在原串T的位置插入串V */
i += StrLength(V); /* 在插入的串V后面继续查找串T */
}
} while (i);
return OK;
}
/* 输出字符串T */
void StrPrint(String T)
{
int i;
for (i = 1; i <= T[0]; i++)
printf("%c", T[i]);
printf("\\n");
}
int main()
{
int i, j;
Status k;
char s;
String t, s1, s2;
printf("请输入串s1: ");
k = StrAssign(s1, "abcd");
if (!k)
{
printf("串长超过MAXSIZE(=%d)\\n", MAXSIZE);
exit(0);
}
printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\\n", StrLength(s1), StrEmpty(s1));
StrCopy(s2, s1);
printf("拷贝s1生成的串为: ");
StrPrint(s2);
printf("请输入串s2: ");
k = StrAssign(s2, "efghijk");
if (!k)
{
printf("串长超过MAXSIZE(%d)\\n", MAXSIZE);
exit(0);
}
i = StrCompare(s1, s2);
if (i < 0)
s = '<';
else if (i == 0)
s = '=';
else
s = '>';
printf("串s1%c串s2\\n", s);
k = Concat(t, s1, s2);
printf("串s1联接串s2得到的串t为: ");
StrPrint(t);
if (k == FALSE)
printf("串t有截断\\n");
ClearString(s1);
printf("清为空串后,串s1为: ");
StrPrint(s1);
printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\\n", StrLength(s1), StrEmpty(s1));
printf("求串t的子串,请输入子串的起始位置,子串长度: ");
i = 2;
j = 3;
printf("%d,%d \\n", i, j);
k = SubString(s2, t, i, j);
if (k)
{
printf("子串s2为: ");
StrPrint(s2);
}
printf("从串t的第pos个字符起,删除len个字符，请输入pos,len: ");
i = 4;
j = 2;
printf("%d,%d \\n", i, j);
StrDelete(t, i, j);
printf("删除后的串t为: ");
StrPrint(t);
i = StrLength(s2) / 2;
StrInsert(s2, i, t);
printf("在串s2的第%d个字符之前插入串t后,串s2为:\\n", i);
StrPrint(s2);
i = Index(s2, t, 1);
printf("s2的第%d个字母起和t第一次匹配\\n", i);
SubString(t, s2, 1, 1);
printf("串t为：");
StrPrint(t);
Concat(s1, t, t);
printf("串s1为：");
StrPrint(s1);
Replace(s2, t, s1);
printf("用串s1取代串s2中和串t相同的不重叠的串后,串s2为: ");
StrPrint(s2);
return 0;
}
请输入串s1: 串长为4 串空否？0(1:是 0:否)
拷贝s1生成的串为: abcd
请输入串s2: 串s1<串s2
串s1联接串s2得到的串t为: abcdefghijk
清为空串后,串s1为:
串长为0 串空否？1(1:是 0:否)
求串t的子串,请输入子串的起始位置,子串长度: 2,3
子串s2为: bcd
从串t的第pos个字符起,删除len个字符，请输入pos,len: 4,2
删除后的串t为: abcfghijk
在串s2的第1个字符之前插入串t后,串s2为:
abcfghijkbcd
s2的第1个字母起和t第一次匹配
串t为：a
串s1为：aa
用串s1取代串s2中和串t相同的不重叠的串后C语言笔记初级篇第五章：操作符