第五次作业
第五次作业
| 这个作业属于哪个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/ |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11392 |
| 这个作业的目标 | <了解串的基本概念，掌握串的格式运算> |
| 学号 |
2018204251 |
一、实验目的
1、了解串的基本概念
2、掌握串的模式匹配算法的实现
二、实验预习
说明以下概念
1、模式匹配：模式匹配是数据结构中字符串的一种基本运算，给定一个子串，要求在某个字符串中找出与该子串相同的所有子串。假设P是给定的子串，T是待查找的字符串，要求从T中找出与P相同的所有子串，这个问题成为模式匹配问题。如果T中存在一个或多个模式为P的子串，就给出该子串在T中的位置，称为匹配成功；否则匹配失败。
2、BF算法：BF算法，即暴力(Brute Force)算法，是普通的模式匹配算法，BF算法的思想就是将目标串S的第一个字符与模式串T的第一个字符进行匹配，若相等，则继续比较S的第二个字符和 T的第二个字符；若不相等，则比较S的第二个字符和T的第一个字符，依次比较下去，直到得出最后的匹配结果。BF算法是一种蛮力算法
3、KMP算法：KMP算法是一种改进的字符串匹配算法，由D.E.Knuth,J.H.Morris和V.R.Pratt提出的，因此人们称它为克努特—莫里斯—普拉特操作（简称KMP算法）。KMP算法的核心是利用匹配失败后的信息，尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到最快匹配的目的。具体实现就是通过一个next()函数实现，函数本身包含了模式串的局部匹配信息。KMP算法的时间复杂度O(m+n
三、实验内容和要求
1、阅读并运行下面程序，根据输入写出运行结果。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define MAXSIZE 100
typedef struct{
char data[MAXSIZE];
int length;
}SqString;
int strCompare(SqString *s1,SqString *s2); /*串的比较*/
void show_strCompare();
void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub);
/*求子串*/
void show_subString();
int strCompare(SqString *s1,SqString *s2){
int i;
for(i=0;i<s1->length&&i<s2->length;i++)
if(s1->data[i]!=s2->data[i])
return s1->data[i]-s2->data[i];
return s1->length-s2->length;
}
void show_strCompare(){
SqString s1,s2;
int k;
printf("\n***show Compare***\n");
printf("input string s1:");
gets(s1.data);
s1.length=strlen(s1.data);
printf("input string s2:");
gets(s2.data);
s2.length=strlen(s2.data);
if((k=strCompare(&s1,&s2))==0)
printf("s1=s2\n");
else if(k<0)
printf("s1<s2\n");
else
printf("s1>s2\n");
printf("\n***show over***\n");
}
void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub){
int i;
if(start<1||start>s->length||sublen>s->length-start+1){
sub->length=0;
}
for(i=0;i<sublen;i++)
sub->data[i]=s->data[start+i-1];
sub->length=sublen;
}
void show_subString(){
SqString s,sub;
int start,sublen,i;
printf("\n***show subString***\n");
printf("input string s:");
gets(s.data);
s.length=strlen(s.data);
printf("input start:");
scanf("%d",&start);
printf("input sublen:");
scanf("%d",&sublen);
strSub(&s,start,sublen,&sub);
if(sub.length==0)
printf("ERROR!\n");
else{
printf("subString is :");
for(i=0;i<sublen;i++)
printf("%c",sub.data[i]);
}
printf("\n***show over***\n");
}
int main(){
int n;
do {
printf("\n---String---\n");
printf("1. strCompare\n");
printf("2. subString\n");
printf("0. EXIT\n");
printf("\ninput choice:");
scanf("%d",&n);
getchar();
switch(n){
case 1:show_strCompare();break;
case 2:show_subString();break;
default:n=0;break;
}
}while(n);
return 0;
}
2.实现串的模式匹配算法。补充下面程序，实现串的BF和KMP算法。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define MAXSIZE 100
typedef struct{
char data[MAXSIZE];
int length;
}SqString;
int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start);
void getNext(SqString *t,int next[]);
int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]);
void show_index();
int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start);
void getNext(SqString *t,int next[]);
int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]);
void show_index();
int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start){
int i=start;
int j=0;
while(s->data[i]!='\0'&&t->data[j]!='\0'){
if(s->data[i]=t->data[j]){
i++;
j++;
}
else{
start++;
i=start;
j=0;
}
}
if(t->data[j]=='\0') return start+1;
else return 0;
}
void getNext(SqString *t,int next[]){
int i=0,j=-1;
next[0]=-1;
while(i<t->length){
if((j==-1)||(t->data[i]==t->data[j])){
i++;j++;next[i]=j;
}else
j=next[j];
}
}
int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]){
const int len=t->length;
next[0]=-1;
int j=0;
int k=-1;
while (j<len-1){
if (k==-1 || t->data[j]==t->data[k])
{
j=j+1;
k=k+1;
next[j]=k; }
else
k=next[k];
}
SqString *vec;
int p=0;
int q=0;
while(p<s->length&&q<t->length){
if(q==-1||s->data[p]==t->data[q])
{
++p;
++q;
}
else
q=next[q];
if(q==t->length){
vec->data[p-q];
j=-1;
}
}
}
void show_index(){
SqString s,t;
int k,next[MAXSIZE]={0},i;
printf("\n***show index***\n");
printf("input string s:");
gets(s.data);
s.length=strlen(s.data);
printf("input string t:");
gets(t.data);
t.length=strlen(t.data);
printf("input start position:");
scanf("%d",&k);
printf("BF:\nthe result of BF is %d\n",index_bf(&s,&t,k));
getNext(&t,next);
printf("KMP:\n");
printf("next[]:");
for(i=0;i<t.length;i++)
printf("%3d",next[i]);
printf("\n");
printf("the result of KMP is %d\n",index_kmp(&s,&t,k,next));
printf("\n***show over***\n");
}
int main(){
show_index();
return 0;
}
四、 实验小结
本实验在原有的程序架构下，补充了BF算法和KMP算法的程序,重点在于BF算法和KMP算法的学习与运用.
