数据结构之:串

string.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.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号存放串的长度

/***********************************************************
 * Function Name:   StrAssign
 * Description:     生成一个其值等于chars的串T
 * Inputs:          T, String类型, chars
 * Outputs:         返回OK
 * Notes:           判断字符串chars是否超出最大长度, 插入时字符串向后移动
 *                  chars + i -1, 然后取值
************************************************************/
Status StrAssign(String T, char *chars)
{
    if(strlen(chars) > MAXSIZE) return ERROR;
    T[0] = strlen(chars);
    for (int i = 1; i <= T[0] ; ++i) {
        T[i] = *(chars + i - 1);
    }
    return OK;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrLength
 * Description:     返回串的长度
 * Inputs:          S, String类型
 * Outputs:         int
************************************************************/
int StrLength(String S)
{
    return S[0];
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrEmpty
 * Description:     若S为空串,则返回TRUE,否则返回FALSE
 * Inputs:          S, String类型
 * Outputs:         int
************************************************************/
int StrEmpty(String S)
{
    return S[0] == 0 ? TRUE : FALSE;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrCopy
 * Description:     由串S复制得串T
 * Inputs:          S,T String类型
 * Outputs:         int
************************************************************/
void StrCopy(String T, String S)
{
    for (int i = 1; i <= S[0]; i++) {
        T[i] = S[i];
    }
    T[0] = S[0];
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrCompare
 * Description:     两个串比较大小
 * Inputs:          S,T String类型
 * Outputs:         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)
{
    for (int i = 1; i <= S[0] && i <= T[0] ; i++) {
        if (S[i] != T[i]) return S[i] - T[i];
    }
    return S[0] - T[0];
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrPrint
 * Description:     打印
 * Inputs:          S,String类型
 * Outputs:         void
************************************************************/
void StrPrint(String T)
{
    for (int i = 1; i <= T[0] ; i++) {
        printf ("%c", T[i]);
    }
}

/***********************************************************
 * Function Name:   Concat
 * Description:     联合
 * Inputs:          S,String类型
 * Outputs:         void
 * Notes:           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)
{
    if (S1[0] + S2[0] <= MAXSIZE)        // 未截断
    {
        for (int i = 1; i <= S1[0] ; i++) {
            T[i] = S1[i];
        }
        for (int j = S1[0] + 1; j <= S1[0] + S2[0]; j++) {
            T[j] = S2[j - S1[0]];
        }
        T[0] = S1[0] + S2[0];
        return TRUE;
    } else {                            // 截断
        for (int i = 1; i <= S1[0] ; i++) {
            T[i] = S1[i];
        }
        for (int j = S1[0] + 1; j <= MAXSIZE; j++) {
            T[j] = S2[j - S1[0]];
        }
        T[0] = MAXSIZE;
        return FALSE;
    }
}


/* 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;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   SubString
 * Description:     用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。
 * Inputs:          Sub 子串, S:主串, pos:S的第pos个字符的位置, len:长度
 * Outputs:          OK
 * Notes:
************************************************************/
Status SubString(String Sub, String S, int pos, int len)
{
    if(pos < 1 || pos > MAXSIZE || len < 0 || len > S[0]-pos+1)
        return ERROR;
    for (int i = 1; i <=len ; i++) {
        Sub[i] = S[pos + i - 1];
    }
    Sub[0] = len;
    return OK;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrDelete
 * Description:     从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串。
 * Inputs:          S:主串, pos:S的第pos个字符的位置, len:长度
 * Outputs:          OK
 * Notes:           初始条件: 串S存在,1≤pos≤StrLength(S)-len+1
************************************************************/
Status StrDelete(String S, int pos, int len)
{
    if(pos < 1 || pos > S[0] - len + 1 || len < 0)
        return ERROR;
    for (int i = pos + len; i <= S[0] ; i++) {
        S[i - len] = S[i];
        printf ("i=%d, i - len=%d, S[%d] = %c, S[%d]=%c,\n", i, i - len, i,  S[i], i-len, S[i]);
    }
    S[0]-=len;
    return OK;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   StrInsert
 * Description:     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
 * Inputs:          S:串, pos:S的第pos个字符的位置
 * Outputs:          OK
 * Notes:           初始条件: 串S和T存在,1≤ pos ≤ StrLength(S)+1
************************************************************/
Status StrInsert(String S, int pos, String T)
{
    if (pos < 1 || pos > S[0] + 1) return ERROR;

    if(S[0] + T[0] <= MAXSIZE)  // 完全插入
    {
        for (int i = S[0]; i >=pos ; i--) {
            S[i + T[0]] = S[i];
        }
        for (int j = pos; j < T[0] + pos ; j++) {
            S[j] = T[j - pos + 1];
        }
        S[0] = S[0] + T[0];
        return TRUE;
    } else {                   // 部分插入
        for (int i = MAXSIZE; i >=pos ; i--) {
            S[i] = S[i - T[0]];
        }
        for (int j = pos; j < T[0] + pos; j++) {
            S[j] = T[j - pos + 1];
        }
        S[0] = MAXSIZE;
        return FALSE;
    }
}

/***********************************************************
 * Function Name:   Index
 * Description:     朴素匹配：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
 * Inputs:          S:串, pos:S的第pos个字符的位置
 * Outputs:          int
 * Notes:           其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)
************************************************************/
int Index(String S, String T, int pos)
{
    if(pos < 1 || pos > S[0]) return ERROR;
    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])   // 两字母相同
        {
            ++i;
            ++j;
        }
        else                // 否则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T首位
        }
    }
    if (j > T[0])
        return i - T[0];
    return 0;

}

/***********************************************************
 * Function Name:   Index2
 * Description:     组合匹配：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
 * Inputs:          S:串, pos:S的第pos个字符的位置
 * Outputs:          int
 * Notes:           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);   // 主串S长度
        m = StrLength(T);   // 子串T长度
        i = pos;
        while (i <= n - m + 1)
        {
            // 取主串第i个位置, 长度与T相等子串给sub
            SubString (sub, S, i, m);
            // 如果两串不相同
            if (StrCompare (sub, T) != 0)
            {
                ++i;
            } else
            {
                return i;
            }
        }
    }
    return 0;
}

/***********************************************************
 * Function Name:   Replace
 * Description:     用V替换主串S中出现的所有与T相等的不重叠的子串
 * Inputs:
 * Outputs:
 * Notes:           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）
************************************************************/
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)) return ERROR;  // T是空串
    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;
}


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("\n请输入串s2: ");
    k=StrAssign(s2, "efghijk");
    if(!k)
    {
        printf("串长超过MAXSIZE(%d)\n",MAXSIZE);
        exit(0);
    }
    StrPrint(s2);
    i=StrCompare(s1,s2);
    if(i<0)
        s='<';
    else if(i==0)
        s='=';
    else
        s='>';
    printf("\n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);

    printf ("串t:");
    StrPrint (t);
    printf ("\n");
    StrDelete(t,i,j);
    printf("删除后的串t为: ");
    StrPrint(t);

    i=StrLength(s2)/2;
    printf ("\n串s2:");
    StrPrint (s2);
    printf ("\n串t:");
    StrPrint (t);
    StrInsert(s2,i,t);
    printf("\n在串s2的第%d个字符之前插入串t后,串s2为:\n",i);
    StrPrint(s2);

    i=Index2(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;
}