串的模式匹配

头文件、宏定义及串的基本操作

#include<string.h>
#include<ctype.h>
#include<malloc.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define MAXSTRLEN 40


typedef int Status;
typedef int Boolean;
typedef char SString[MAXSTRLEN+1];//0号单元存放串的长度

//串的各种操作
Status StrAssign(SString T,char *chars)
{//生成一个其值等于chars的串T
    int i;
    if(strlen(chars)>MAXSTRLEN)
        return ERROR;
    else
    {
        T[0]=strlen(chars);
        for(i=1;i<=T[0];i++)
            T[i]=*(chars+i-1);
        return OK;
    }
}


Status StrCopy(SString T,SString S)
{//有串S复制得串T
    int i;
    for(i=0;i<=S[0];i++)
        T[i]=S[i];
    return OK;
}

int StrEmpty(SString S)
{//若串S为空，则返回TRUE，否则返回FALSE
    if(S[0]==0)
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

int StrCompare(SString S,SString T)
{//串S和T均存在，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 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];
}

int StrLength(SString S)
{//返回串的元素个数
    return S[0];
}

Status ClearString(SString S)
{//将串S清为空串
    S[0]=0;
    return OK;
}
Status Concat(SString T,SString S1,SString S2)
{
    int i;
    if(S1[0]+S2[0]<=MAXSTRLEN)
    {//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
    {
        for(i=1;i<=S1[0];i++)
            T[i]=S1[i];
        for(i=1;i<=MAXSTRLEN-S1[0];i++)
            T[S1[0]+i]=S2[i];
        T[0]=MAXSTRLEN;
        return FALSE;
    }
}


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;
    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;
}


int Index(SString S,SString T,int pos)
{
    //返回字串T在主串中第pos个字符之后的位置，若不存在，则函数指为0
    int i,j;
    if(1<=pos&&pos<=S[0])
    {
        i=pos;
        j=1;
        while(i<=S[0]&&j<=T[0])
            if(S[i]==T[j])//继续比较后继字符
            {
                ++i;
                ++j;
            }
            else//指针后退重新开始匹配
            {
                i=i-j+2;
                j=1;

            }
            if(j>T[0])
                return i-T[0];
            else
                return 0;
    }
}

Status StrInsert(SString S,int pos,SString T)
 { /* 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 */
   int i;
   if(pos<1||pos>S[0]+1)
     return ERROR;
   if(S[0]+T[0]<=MAXSTRLEN)
   { /* 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=MAXSTRLEN;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]=MAXSTRLEN;
     return FALSE;
   }
 }

 Status StrDelete(SString S,int pos,int len)
 { /* 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 */
   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;
 }

 Status Replace(SString S,SString T,SString V)
 { /* 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 */
   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;
 }

 void DestroyString()
 { /* 由于SString是定长类型,无法销毁 */
 }

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

模式匹配的主要代码,有关串模式匹配的理解说明：请点我

void get_next(SString T,int next[])
{
    //求模式串T的next函数值并存入数组next
    int i=1,j=0;
    while(i<T[0])
        if(j==0||T[i]==T[j])
        {
            ++i;
            ++j;
            next[i]=j;
        }
        else
            j=next[j];
}

int Index_KMP(SString S,SString T,int pos,int next[])
{
    //利用模式串T的next函数求T在主串S中第Pos个字符之后的位置的KMP算法
    int i=pos,j=1;
    while(i<=S[0]&&j<=T[0])
        if(j==0||S[i]==T[j])
        {
            ++i;
            ++j;
        }
        else
            j=next[j];
        if(j>T[0])
            return i-T[0];
        else
            return 0;


}


void main()
{
    int i,j,*p;
   SString s1,s2; 
   StrAssign(s1,"acabaabaabcacaabc");
   printf("主串为: ");
   StrPrint(s1);
   StrAssign(s2,"abaabcac");
   printf("子串为: ");
   StrPrint(s2);
   i=StrLength(s2);
   p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); /* 生成s2的next数组 */
   get_next(s2,p);
   printf("子串的next函数为: ");
   for(j=1;j<=i;j++)
     printf("%d ",*(p+j));
   printf("\n");
   i=Index_KMP(s1,s2,1,p);
   if(i)
     printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配\n",i);
   else
     printf("主串和子串匹配不成功\n");
}