数据结构_实验3_串和数组

实验3 串和数组的相关操作一，实验目的理解并掌握串的逻辑结构和定长顺序存储方式；理解串的相关基本算法；编程对相关算法进行验证。

理解数组的逻辑结构和顺序存储方式；掌握对称矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法；掌握稀疏矩阵的三元组顺序表表示法和快速转置运算。

二，实验内容3.1 串的模式匹配运算编写一个程序，实现顺序串的各种模式匹配运算，并在此基础上设计主程序完成如下功能：（1）建立目标串s=‘abcabcdabcdeabcdefabcdefg’和模式串t=‘abcdeabcdefab’；（2）采用简单模式匹配算法求t在s中的位置；（3）由模式串t求出next值和nextval值；（4）采用KMP算法求t在s中的位置；（5）采用改进的KMP算法求t在s中的位置。

3.2 数组的操作1.建立一个n*n的对称矩阵A；用动态分配的一维数组B对矩阵A进行压缩存储，输出矩阵A和一维数组B；2.在B中查找对称矩阵A中第row行，第col列（下标从1开始）的元素，输出该元素值；3.建立一个稀疏矩阵C，输入其行数，列数和非零元个数，用三元组顺序表存储该矩阵，并按矩阵形式输出稀疏矩阵B；4.对稀疏矩阵C做快速转置运算得到矩阵D，并按矩阵形式输出转置后的矩阵D。

【要求】1.矩阵元素相关信息要从终端输入；2.在三元组顺序表中按行优先顺序存放非零元素；3.具体的输入和输出格式不限；4.算法要具有较好的健壮性，对错误操作要做适当处理。

三，源代码及结果截图3.1#include<stdio.h>#include<string.h>#include<malloc.h>#define MaxSize 100typedef struct {char data[MaxSize]; //定义可容纳MaxSize个字符的空间 int length; //标记当前实际串长}SqString;void StrAssign(SqString &str,char cstr[]){ //由串常量cstr创建串strint i;for(i=0;cstr[i]!='\0';i++)str.data[i]=cstr[i];str.length=i;}void DispStr(SqString s){ //输出串s的所有元素int i;if(s.length>0){for(i=0;i<s.length;i++)printf("%c",s.data[i]);printf("\n");}}int Index(SqString s,SqString t){ //简单匹配算法int i=0,j=0,k;while(i<s.length && j<t.length){if(s.data[i]==t.data[j]){ //继续匹配下一个字符i++;j++;}else{ //主串、子串指针回溯重新开始下一次匹配i=i-j+1;j=0;}}if(j>=t.length)k=i-t.length; //返回匹配的第一个字符的下标 elsek=-1; //模式匹配不成功return k;}void GetNext(SqString t,int next[]){ //由模式串t求出next值int j,k;j=0;k=-1;next[0]=-1;while(j<t.length-1){if(k==-1 || t.data[j]==t.data[k]){j++;k++;next[j]=k;}elsek=next[k];}}void GetNextval(SqString t,int nextval[]){ //由模式串t求出nextval值int j=0,k=-1;nextval[0]=-1;while(j<t.length){if(k==-1 || t.data[j]==t.data[k]){j++;k++;if(t.data[j]!=t.data[k])nextval[j]=k;elsenextval[j]=nextval[k];}else k=nextval[k];}}int KMPIndex(SqString s,SqString t){ //KMP算法int next[MaxSize],i=0,j=0,v;GetNext(t,next);while(i<s.length && j<t.length){if(j==-1 || s.data[i]==t.data[j]){i++;j++;}elsej=next[j]; //i不变，j后退}if(j>=t.length)v=i-t.length; //返回匹配模式串的首字符下标 elsev=-1; //返回不匹配标志return v;}int KMPIndex1(SqString s,SqString t){ //改进的KMP算法int nextval[MaxSize],next[MaxSize],i=0,j=0,v;GetNextval(t,next);GetNextval(t,nextval);while(i<s.length && j<t.length){if(j==-1 || s.data[i]==t.data[j]){i++;j++;}elsej=nextval[j];}if(j>=t.length)v=i-t.length; //返回匹配模式串的首字符下标elsev=-1;return v;}int main(){int j;int next[MaxSize],nextval[MaxSize];SqString s,t;StrAssign(s,"abcabcdabcdeabcdefabcdefg");StrAssign(t,"abcdeabcdefab");printf("目标串s:");DispStr(s);printf("模式串t:");DispStr(t);printf("简单匹配P算法:\n");printf("t在s中的位置=%d\n",Index(s,t));GetNext(t,next); //由模式串t求出next值GetNextval(t,nextval); //由模式串t求出nextval值 printf(" j ");for(j=0;j<t.length;j++)printf("%d",j);printf("\n");printf("t[j] ");for(j=0;j<t.length;j++)printf("%c",t.data[j]);printf("\n");printf("next ");for(j=0;j<t.length;j++)printf("%d",next[j]);printf("\n");printf("nextval");for(j=0;j<t.length;j++)printf("%d",nextval[j]);printf("\n");printf("KMP算法：\n");printf("t在s中的位置=%d\n",KMPIndex(s,t));printf("改进的KMP算法：\n");printf("t在s中的位置=%d\n",KMPIndex1(s,t));return 0;}结果截图：3.2#include<string.h>#include<ctype.h>#include<malloc.h> //malloc( )#include<limits.h> // INT ,MAX#include<stdio.h> //EOF,NULL#include<stdlib.h> //atoi( )#include<io.h> //eof( )#include<math.h> //floor( ),ceil( ),abs( ) #include<process.h> //exit( )#include<iostream.h> //cout,cin//函数结果状态代码#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1//OVERFLOW 在 math.h 中已定义为3typedef int Status;typedef int Boolean; // 布尔类型#define MAXSIZE 100typedef int ElemType;typedef struct {int i,j;ElemType e;}Triple ;typedef struct{Triple data[MAXSIZE+1];int mu,nu,tu;}TSMatrix;typedef struct{ElemType ms[MAXSIZE][MAXSIZE];int line;}MMatrix;ElemType B[(MAXSIZE+1)*50+1];void PrinTMMatrix(MMatrix M){int i,j;for (i=1;i<=M.line;i++){for (j=1;j<=M.line;j++){printf("%d\t",M.ms[i][j]);}putchar('\n');}}Status CreateMatrix(MMatrix &M){int i,j;printf("输入行数，行和列相等:\n");scanf("%d",&M.line);for (i=1;i<=M.line;i++){printf("输入第%d行数据:\n",i);for (j=1;j<=M.line;j++){scanf("%d",&M.ms[i][j]);}}printf("输出矩阵A:\n");PrinTMMatrix(M);return OK;}Status GetMMValue(MMatrix M,ElemType &e) {int i,j;printf("请输入要查找的行号，列号:\n");fflush(stdin);scanf("%d%d",&i,&j);if (i>M.line||j>M.line){printf("已经越界,无法取值\n");return ERROR;}else{int k;if (i>=j){k = i*(i-1)/2+j;}elsek=j*(j-1)/2+i;e = B[k];printf("取出的值为:%d\n",e);}return OK;}Status CutMMatrix(MMatrix &M){int i,j;for (i=1;i<=M.line;i++){for (j=i+1;j<=M.line;j++){if (M.ms[i][j]!=M.ms[j][i]){printf("不是对称矩阵请重新输入:\n");CreateMatrix(M);CutMMatrix(M);return OK;}}}printf("输出一维数组B:\n");int k=1;for (i=1;i<=M.line;i++){for (j=1;j<=i;j++){B[k++] = M.ms[i][j];printf("%d%d\t",B[k-1],M.ms[i][j]);}}printf("\n");return OK;}Status InitMatirx(TSMatrix &T){int i;T.tu = 1;printf("建立稀疏矩阵C:\n");printf("输入行数,列数，输入三元组个数\n");scanf("%d%d%d",&T.mu,&T.nu,&T.tu);for (i=1;i<=T.tu;i++){printf("输入第%d组三元组行号，列号，值(请按照行优先顺序)\n",i);scanf("%d%d%d",&T.data[i].i,&T.data[i].j,&T.data[i].e);}return OK;;}void PrintMatrix(TSMatrix T){int i,j,k=1;for(i=1;i<=T.mu;i++){for(j=1;j<=T.nu;j++){if(T.data[k].i==i&&T.data[k].j==j){printf("%d\t",T.data[k].e);k++;}else{printf("%d\t",0);}}printf("\n");}}int FastTransposeMatrix(TSMatrix M,TSMatrix &T){int col,t,p,q;int num[20],cpot[20];cpot[1] =1;T.mu = M.nu ;T.nu = M.mu ;T.tu = M.tu ;if(T.tu){for(col=1;col<=M.nu;col++)num[col] = 0;for(t=1;t<=M.tu;t++)++num[M.data[t].j];for(col=2;col<=M.nu;col++)cpot[col]=cpot[col-1]+num[col-1];for(p=1;p<=M.tu;p++){col = M.data[p].j;q = cpot[col];T.data[q].i = M.data[p].j;T.data[q].j = M.data[p].i;T.data[q].e = M.data[p].e;++cpot[col];}}return 1;}main(){MMatrix A;CreateMatrix(A);CutMMatrix(A);ElemType e;GetMMValue(A,e);TSMatrix B,D;InitMatirx(B);printf("输出稀疏矩阵B:\n");PrintMatrix(B);printf("\n转置后的矩阵D:\n");FastTransposeMatrix(B,D);PrintMatrix(D);}结果截图：四，小结（1）本次实验的程序需要熟读课本后才能编写，其中第一个程序相对简单。