实现顺序串的各种模式匹配算法
数据结构能力测试集训题目
数据结构能力测试集训题目线性表1.实现顺序表各种基本运算的算法，并基础上设计一个主程序完成如下功能：(1)初始化顺序表L；(2)采用尾插法依次插入a，b，c，d，e；（3）输出顺序表L；（4）输出顺序表L的长度；（5）判断顺序表L是否为空；（6）输出顺序表L的第3个元素；（7）输出元素a的位置；（8）在第四个元素位置上插入f元素；（9）输出顺序表L；（10）删除顺序表L的第3个元素；（11）输出顺序表L；（12）释放顺序表L。
2.实现单链表各种基本运算的算法，并基础上设计一个主程序完成如下功能：(1)初始化单链表h；(2)采用尾插法依次插入a，b，c，d，e；（3）输出单链表h；（4）输出单链表h的长度；（5）判断单链表h是否为空；（6）输出单链表h的第3个元素；（7）输出元素a的位置；（8）在第四个元素位置上插入f元素；（9）输出单链表h；（10）删除单链表h的第3个元素；（11）输出单链表h；（12）释放单链表h；3.实现双链表各种基本运算的算法，并基础上设计一个主程序完成如下功能：(1)初始化双链表h；(2)采用尾插法依次插入a，b，c，d，e；（3）输出双链表h；（4）输出双链表h的长度；（5）判断双链表h是否为空；（6）输出双链表h的第3个元素；（7）输出元素a的位置；（8）在第四个元素位置上插入f元素；（9）输出双链表h；（10）删除双链表h的第3个元素；（11）输出双链表h；（12）释放双链表h；4.实现循环单链表各种基本运算的算法，并基础上设计一个主程序完成如下功能：(1)初始化循环单链表h；(2)采用尾插法依次插入a，b，c，d，e；（3）输出循环单链表h；（4）输出循环单链表h的长度；（5）判断循环单链表h是否为空；（6）输出循环单链表h的第3个元素；（7）输出元素a的位置；（8）在第四个元素位置上插入f元素；（9）输出循环单链表h；（10）删除循环单链表h的第3个元素；（11）输出循环单链表h；（12）释放循环单链表h；5.实现循环单链表各种基本运算的算法，并基础上设计一个主程序完成如下功能：(1)初始化循环双链表h；(2)采用尾插法依次插入a，b，c，d，e；（3）输出循环双链表h；（4）输出循环双链表h的长度；（5）判断循环双链表h是否为空；（6）输出循环双链表h的第3个元素；（7）输出元素a的位置；（8）在第四个元素位置上插入f元素；（9）输出循环双链表h；（10）删除循环双链表h的第3个元素；（11）输出循环双链表h；（12）释放循环双链表h；6.求集合的并，交，差运算（用有序单链表表示）栈和队列7.实现顺序栈各种基本运算的算法，编写一个程序实现顺序栈的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成以下各种功能：（1）初始化栈s（2）判断栈s是否非空（3）依次进栈元素a，b，c，d，e（4）判断栈s是否非空（5）输出栈长度（6）输出从栈顶到栈底元素（7）输出出栈序列（8）判断栈s是否非空（9）释放栈8.实现链栈各种基本运算的算法，编写一个程序，实现链栈的各种基本算法，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能：（1）初始化链栈s（2）判断链栈s是否非空（3）依次进栈元素a，b，c，d，e（4）判断链栈s是否非空（5）输出链栈长度（6）输出从栈顶到栈底元素（7）输出链栈序列（8）判断链栈s是否非空（9）释放链栈9.实现顺序队列各种基本运算的算法，编写一个程序，实现顺序循环队列各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能：（1）初始化队列q（2）判断队列q是否非空（3）依次进队列元素a，b，c（4）出队一个元素，输出该元素（5）输出队列q的元素的个数（6）依次进队列元素d，e，f（7）输出队列q的元素的个数（8）输出出队序列（9）释放队列10.实现链队各种基本运算的算法，编写一个程序，实现链队的各种基本运算，在此基础上设计一个主程序完成如下功能：（1）初始化链队q（2）判断链队q是否非空（3）依次进链队元素a，b，c（4）出队一个元素，输出该元素（5）输出链队q的元素的个数（6）依次进链队元素d，e，f（7）输出链队q的元素的个数（8）输出出队序列（9）释放链队串11.实现顺序串各种基本运算的算法，编写一个程序实现顺序的基本运算的算法，比在此基础上设计一个主程序完成如下功能：（1）建立s=”abcdefghefghijklmn”和串s1=”xyz”（2）输出串s（3）输出串s的长度（4）在串s的第9个字符位置插入串s1而产生串s2（5）输出串s2（6）删除串s第2个字符开始的5个字符而产生的串s2（7）输出串s2（8）将串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2（9）输出串s2（10）提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3（11）输出串s3（12）将串s1和串s2连接起来而产生的串s4（13）输出串s412.实现链串个各种基本运算的算法，编写一个程序实现链串的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能；（1）建立s=”abcdefghefghijklmn”和串s1=”xyz”（2）输出串s（3）输出串s的长度（4）在串s的第9个字符位置插入串s1而产生串s2（5）输出串s2（6）删除串s第2个字符开始的5个字符而产生的串s2（7）输出串s2（8）将串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2（9）输出串s2（10）提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3（11）输出串s3（12）将串s1和串s2连接起来而产生的串s4（13）输出串s413.顺序串的各种模式匹配运算，编写一个程序实现顺序串的各种模式匹配运算，并在此基础上完成如下功能：（1）建立”abcabcdabcdeabcdefabcdefg”目标串s和”abcdeabcdefab”模式串t（2）采用简单匹配算法求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中的位置查找14.实现顺序查找的算法，编写一个程序输出在顺序表{3，6，2，10，1，8，5，7，4，9}中采用顺序方法查找关键字5的过程。
串的模式匹配算法
串串（String）又叫做字符串，是一种特殊的线性表的结构，表中每一个元素仅由一个字符组成。
随着计算机的发展，串在文字编辑、词法扫描、符号处理以及定理证明等诸多领域已经得到了越来越广泛的应用。
第一节串的定义和表示1、串的逻辑结构定义串是由零个到任意多个字符组成的一个字符序列。
一般记为：S=’ a1a2a3……a n’(n>=0)其中S为串名，序列a1a2a3……a n为串值，n称为串的长度，我们将n=0的串称为空串(null string)。
串中任意一段连续的字符组成的子序列我们称之为该串的子串，字符在序列中的序号称为该字符在串中的位置。
在描述中，为了区分空串和空格串(s=‘’)，我们一般采用来表示空串。
2、串的基本操作串一般包含以下几种基本的常用操作：1、length(S)，求S串的长度。
2、delete(S,I,L)，将S串从第I位开始删除L位。
3、insert(S,I,T)，在S的第I位之前插入串T。
4、str(N,S)，将数字N转化为串S。
5、val(S,N,K)，将串S转化为数字N；K的作用是当S中含有不为数字的字符时，K记录下其位置，并且S没有被转化为N。
3、串的储存结构一般我们采用以下两种方式保存一个串：1、字符串类型，描述为：const n=串的最大长度type strtype=string[n]这里由于tp的限制，n只能为[1..255]。
在fp或者delphi中，我们还可以使用另外一种类型，描述为：const n=串的最大长度type strtype=qstring[n]这里的n就没有限制了，只要空间允许，开多大都可以。
2、数组来保存，描述为：const n=串的最大长度type strtype=records:array[1..n] of char;len:0..n;end;第二节模式匹配问题与一般的线性表不同，我们一般将串看成一个整体，它有一种特殊的操作——模式匹配。
《数据结构与算法(C++语言版)》第4章_串
串函数与串的类定义
• 常用的 常用的C++串函数 串函数 • C++的串库（string.h）中提供了许多字符串的操作函数，几 个常用的C++字符串函数及其使用方法如下。 •假设已有以下定义语句：
串函数与串的类定义
• （1）串拷贝函数 • char *strcpy(char *s1, const char *s2)，将字符串s2复制到字 符串数组s1中，返回s1的值。 • char *strncpy(char *s1, const char *s2, size_tn)将字符串s2中最 多n个字符复制到字符串数组s1中，返回s1的值。 • 例如：
串函数与串的类定义
• （3）串比较函数 • int strcmp(const char *s1, const char *s2)，比较字符串s1和字 符串s2。函数在s1等于、小于或大于s2时，分别返回0、小 于0或者大于0的值。 • int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_tn)比较字符串 s1中的n个字符和字符串s2。函数在s1等于、小于或大于s2 时，分别返回0、小于0或者大于0的值。 • 例如：
串模式匹配
• 无回溯的匹配算法 • 在上面介绍的匹配算法中，某趟匹配失败时，下一趟的匹 配相当于将子串P后移1位再从头与主串中对应字符进行比 较，即相当于i指示器回溯到上趟（最近失败的一趟）匹配 的起点的下一个位置，这样，主串中每个字符都要与子串 中的第1个字符对应一次，再向后比较。因此，主串中每个 字符参加比较的次数最多可达n次（n为子串长度），因此 时间复杂度为O(nm)。那么，能否使目标串中每个字符只参 加一次比较呢？也就是说，能否不回溯i指示器？回答是肯 定的。这个问题是由D.E.Knoth与V.R.Pratt和J.H.Morris同时 解决的，所以有的文献也称这种思想的串匹配算法为KMP 算法。
csdn实现顺序串的各种基本运算的算法
csdn实现顺序串的各种基本运算的算法CSND上实现顺序串的各种基本运算的算法顺序串是一种连续存储的线性结构，它由一组字符组成，可以进行多种操作和运算。
本文将介绍如何在CSND上实现顺序串的各种基本运算的算法。
1. 顺序串的定义与表示顺序串是由字符组成的有序序列，可以使用一维数组来表示。
数组的每个元素存储一个字符，通过数组索引来访问和操作。
2. 顺序串的初始化顺序串的初始化就是创建一个空的串，可以通过给数组的第一个元素赋值为结束符号'\0'来实现。
3. 顺序串的赋值顺序串的赋值就是将一个串的值复制给另一个串。
可以通过遍历源串的每个字符，逐个将其赋值给目标串的数组元素来实现。
4. 顺序串的连接顺序串的连接就是将两个串合并成一个新的串。
可以通过遍历第一个串的每个字符，将其依次赋值给目标串的数组元素，然后再遍历第二个串的每个字符，将其依次赋值给目标串的数组元素。
5. 顺序串的比较顺序串的比较就是判断两个串是否相等。
可以通过遍历两个串的每个字符，逐个比较它们的值来实现。
如果遇到不相等的字符，则可以根据它们的ASCII码值的大小关系来确定两个串的大小关系。
6. 顺序串的插入顺序串的插入就是将一个串插入到另一个串的指定位置。
可以通过遍历目标串的每个字符，将其依次向后移动一位，然后将要插入的串的字符依次插入到目标串的指定位置。
7. 顺序串的删除顺序串的删除就是将一个串的指定位置的字符删除。
可以通过遍历要删除的位置之后的每个字符，将其依次向前移动一位，然后将要删除的位置的字符覆盖掉。
8. 顺序串的子串顺序串的子串就是从一个串中截取出一段连续的字符组成的串。
可以通过遍历指定区间内的字符，将它们依次赋值给新的串的数组元素。
9. 顺序串的替换顺序串的替换就是将一个串中的指定字符替换为另一个字符。
可以通过遍历源串的每个字符，判断是否与要替换的字符相等，如果相等则将其替换为目标字符。
10. 顺序串的长度顺序串的长度就是串中字符的个数。
李春葆《数据结构教程》(第4版)课后习题-串(圣才出品)
第4章串1．采用顺序结构存储串，编写一个实现串通配符匹配的算法pattern______index（），其中的通配符只有“？”，它可以和任一字符匹配成功，例如，pattern______index（″? re″，″there are″）返回的结果是2。
答：本题的基础是Brute—Force模式匹配算法，只是增加了“？”的处理功能。
对应的算法如下：2．有两个串s1和s2，设计一个算法求这样一个串，该串中的字符是s1和s2中的公共字符。
答：扫描s1，对于当前字符s1.data[i]，若在s2中，则将其加入到串s3中。
最后返回s3串。
对应的算法如下：3．设目标为t=’abcaabbabcabaacbacba’，模式p=’abcabaa’。
（1）计算模式P的nextval函数值。
（2）不写算法，只画出利用KMP算法进行模式匹配时的每一趟匹配过程。
答：（1）先计算next数组，在此基础上求nextval数组，如表4-1所示。
表4-1 计算next数组和nextval数组（2）采用KMP算法求子串位置的过程如下（开始时i=0，j=0）：第1趟匹配：此时i=4，j=4，匹配失败，而nextval[4]=0，则i=4，j=nextval[4]=0，即：第2趟匹配：此时i=6，j=2，匹配失败，而nextval[2]=0，则i=6，j=nextval[2]=0，即：第3趟匹配：此时i=6，j=0，匹配失败，而nextval[0]=-1，则i=6，j=nextval[0]=-1。
因j=-1，执行i=i+1=7，j=j+1=0，即：第4趟匹配：此时i=14，j=7，匹配成功，返回v=i-t．1ength=14-7=7。
上机实验题4实验题1编写一个程序algo4-1.cpp，实现顺序串的各种基本运算，并在此基础上设计一个程序exp4-1.cpp完成如下功能：（1）建立串s=″abcdefghefghijklmn″和串sl=″xyz″；（2）输出串s；（3）输出串s的长度；（4）在串s的第9个字符位置插入串s1而产生串s2；（5）输出串s2；（6）删除串s第2个字符开始的5个字符而产生串s2；（7）输出串s2；（8）将串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2；（9）输出串s2；（10）提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3；（11）输出串s3；（12）将串s1和串s2连接起来而产生串s4；（13）输出串s4。
多模式串匹配算法详解
多模式串匹配算法详解随着计算机技术的不断发展，我们的生活已经离不开计算机了。
计算机技术也在不断完善和发展，其中算法是计算机科学的基础之一。
在计算机科学中，字符串匹配是一个非常重要的问题，而多模式串匹配算法就是解决字符串匹配问题的一种方法。
一、什么是多模式串匹配算法多模式串匹配算法是指在一个文本串中查找多个模式串的匹配位置。
举个例子，如果我们想在一段英文文章中查找“apple”、“banana”和“pear”这三个单词的位置，那么就可以使用多模式串匹配算法。
在这个例子中，文本串就是整篇文章，而“apple”、“banana”和“pear”就是模式串。
二、常见的多模式串匹配算法1.基于Trie树的多模式串匹配Trie树是一种树形数据结构，它是一种有序树，用于保存关联数组，其中键通常是字符串。
Trie树的基本思想是将字符串拆分成单个字符，然后构建一棵树，使得每个节点代表一个字符，从根节点到叶子节点组成的字符串就是一个完整单词。
构建出Trie 树之后，就可以使用类似深度优先搜索的方法，在Trie树上查找所有匹配的字符串。
2.基于AC自动机的多模式串匹配AC自动机是一种自动机算法，它是基于Trie树的改进。
AC自动机可以在O(n)的时间复杂度内找出文本串中所有出现在模式串集合中的模式串出现的位置。
就算是在模式串集合非常大的情况下，AC自动机依然可以保持良好的时间复杂度。
所以AC自动机是一种非常高效的多模式串匹配算法。
三、多模式串匹配算法的应用多模式串匹配算法的应用非常广泛，下面列举一些常见的应用场景。
1.搜索引擎搜索引擎需要快速地查找网页中的关键词，并列出所有相关的网页。
多模式串匹配算法可以帮助搜索引擎实现这个功能。
2.文本编辑器文本编辑器需要在用户输入时提示相关的自动补全单词和拼写纠错。
多模式串匹配算法可以根据用户输入的前缀，返回与之最相似的单词。
3.网络安全网络安全中常常需要检测恶意代码和病毒。
多模式串匹配算法可以帮助检测这些恶意代码和病毒。
串的模式匹配算法
串的模式匹配算法字符串模式匹配是计算机科学中一种常用的算法。
它是一种检索字符串中特定模式的技术，可以用来在字符串中查找相应的模式，进而完成相应的任务。
字符串模式匹配的基本思想是，用一个模式串pattern去匹配另一个主串text，如果在text中找到和pattern完全匹配的子串，则该子串就是pattern的匹配串。
字符串模式匹配的过程就是在text中搜索所有可能的子串，然后比较它们是否和pattern完全匹配。
字符串模式匹配的算法有很多，其中著名的有暴力匹配算法、KMP算法、BM算法和Sunday算法等。
暴力匹配算法是最简单也是最常用的字符串模式匹配算法，其思想是从主串的某一位置开始，依次比较pattern中每一个字符，如果某个字符不匹配，则从主串的下一位置重新开始匹配。
KMP算法（Knuth-Morris-Pratt算法）是一种更为高效的字符串模式匹配算法，它的特点是利用了已匹配过的字符的信息，使搜索更加有效。
它的实现思想是，在pattern中先建立一个next数组，next数组的值代表pattern中每个字符前面的字符串的最大公共前缀和最大公共后缀的长度，这样可以在主串和模式串匹配失败时，利用next数组跳转到更有可能匹配成功的位置继续搜索，从而提高字符串模式匹配的效率。
BM算法（Boyer-Moore算法）也是一种高效的字符串模式匹配算法，它的实现思想是利用主串中每个字符最后出现的位置信息，以及模式串中每个字符最右出现的位置信息来跳转搜索，从而减少不必要的比较次数，提高搜索效率。
Sunday算法是一种简单而高效的字符串模式匹配算法，它的实现思想是，在主串中搜索时，每次从pattern的最右边开始比较，如果不匹配，则根据主串中下一个字符在pattern中出现的位置，将pattern整体向右移动相应位数，继续比较，这样可以减少不必要的比较次数，提高算法的效率。
字符串模式匹配算法的应用非常广泛，它可以用来查找文本中的关键字，检查一个字符串是否以另一个字符串开头或结尾，查找文本中的模式，查找拼写错误，检查字符串中是否包含特定的字符等。
串PPT课件专题培训
例：
1.空串和空格串有无区别？ 有区别。空串(Null String)是指长度为零旳串；而空 格串(Blank String)是指包括一种或多种空格旳字符串 .
2.既有下列4个字符串：
a =‘BEI’ b =‘JING’ c = ‘BEIJING’ d = ‘BEI JING’
问：① 他们各自旳长度？ ② b是哪个串旳子串？它在主串中旳位置是多少？
T.length =i;
}
return OK;
}//StrAssign
三、链式存储：用链表存储串值，易插入和删除。
Typedef struct { char *ch; // 若非空串,按串长分配空间; 不然 ch = NULL int length; //串长度
}HString
例：用“堆”实现串插入操作(教材P75)
Status StrInsert ( HString &S, int pos, HString T ){
❖ 堆分配存储表达
——用一组地址连续旳存储单元存储串值旳字符 序列,但存储空间是在程序执行过程中动态分配 而得。
链式 存储
❖ 串旳块链存储表达
——链式方式存储
一、定长顺序存储
用一组连续旳存储单元来存储串，直接使用定长旳字符 数组来定义，数组旳上界预先给出，故称为静态存储分 配。
例如： #define MAXSTRLEN 255 //顾客可用旳最大串长 typedef unsigned char SString[MAXSTRLEN＋1 ]; SString S; //S是一种可容纳255个字符旳顺序串。
Status Concat(SString &T, SString S1, SString S2,) { // 用T返回由S1和S2联接而成旳新串。若未截断, 则返回TRUE，不然FALSE。
串
ClearString (&S)
初始条件：串S存在。 操作结果：将S清为空串。
Concat (&T , S1, S2)
初始条件：串S1和S2存在。 操作结果：用T返回由S1和S2联接而成的新串。
Status ClearString(HString &S) { //将S清为空串. if(S.ch) { free(S.ch); S.ch=NULL;} S.length=0; return OK; }// ClearString
Status Concat(HString &T, HString S1, HString S2)
int Strlength(HString S) { return S.length; }
int StrCompare(HString S, HString T) { //若S>T，则返回值>0；若S = T，则返回值=0；若S<T，则返回值<0 for( i=0; i< S.length && i< T.length; ++i ) if(S.ch[i]!= T.ch[i]) return S.ch[i]-T.ch[i]; return S.length- T.length; }
• 二、串的抽象数据类型的定义
ADT String { 数据对象：D={ai| ai∈CharacterSet； i=1,2,…,n,；n≥0} 数据关系：R1={<ai-1, ai>| ai-1, ai∈D； i= 2,…,n} 基本操作： StrAssign (&T , chars)
数据结构——串
7
三、串的基本操作 C语言中常用的串运算 定义下列几个变量： char s1[20]=“dirtreeformat”,s2[20]=“file.mem”; char s3[30],*p; int result;
(1) 求串长(length) int strlen(char s); //求串的长度
例如：printf(“%d”,strlen(s1)); 输出13
char strcat(char s1 , char s2)
该函数将串s2复制到串s1的末尾，并且返回一 个指向串s1的开始处的指针。
例如：strcat(a3,”/”)
strcat(a3,a2);
2020//4//a143=“dirtreeformat/file.mem”
9
(4)串比较（compare)
A=“This is a string” B=“is” B在A中出现了两次，其中首次出现所对应的主串
位置是3。因此，称B在A中的序号（或位置）为3 特别地，空串是任意串的子串，任意串是其自身的子
串。
2020/4/14
5
二、串的抽象数据定义
• ADT String { • 数据对象:D={ai| ai
16
顺序串的类型定义和顺序表类似： typedef char ElemType;
typedef struct { ElemType ch[maxstrlen]; int length;
}sstring; //其优点是涉及到串长操作时速度快。
2020/4/14
17
4.2.2 堆分配存储表示
这种存储表示的特点是，仍以一组地址连续的存储单元存 放字符串序列，但它们的存储空间是在程序执行过程中动态 分配而得。所以也称为动态存储分配的顺序表。在C语言中， 利用malloc和realloc,free等动态存储管理函数，来根据实 际需要动态分配和释放字符数组空间。这样定义的顺序串类
第4章串概论
4.1 串类型的定义
串即字符串，是由零个或多个字符组成的有限序列，是数据 元素为单个字符的特殊线性表。
记为： s =“a1 a2 …….. an ” (n≥0 )
串名 串值（用 “ ” 括起来）
隐含结束符‘\0’ ，即 ASCII码NUL
为何要单独讨论“串”类型？
1） 字符串操作比其他数据类型更复杂（如拷贝、连接操作） 2） 程序设计中，处理对象很多都是串类型。
③ 空串是哪个串的子串？ a是不是自己的子串？ “空串是任意串的子串；任意串S都是S本身的子串，除S本身 外，S的其他子串称为S的真子串。”
5
复习：C语言中常用的串运算
注：用C处理字符串时，要调用标准库函数 #include<string.h>
串比较：int strcmp(char *s1,char *s2); 求串长：int strlen(char *s); 串连接：char strcat(char *to,char *from) 子串T定位：char strchr(char *s,char *c);
{ if(pos<1 || pos>S[0] || len<0 || len>S[0]-pos+1) return ERROR;
//若pos和len参数越界，则告警
第4章 串（String）
4.1 串类型的定义 4.2 串的表示和实现 4.3 串的模式匹配算法
1
主要内容
逻辑结构 s = “a1a2 ……..an ”
定长顺序存储结构
串 存储结构 堆存储结构
块链存储结构 操作(或运算) 若干函数的实现
模式匹配算法
模式匹配即子串定位运算，即如何实现 Index(S,T,pos)函数
十大算法范文范文
十大算法范文范文算法是计算机科学中的重要概念，也是解决问题的有效工具。
在计算机领域，有许多经典的算法被广泛应用于各种问题。
本文将介绍十大算法范文，包括排序算法、算法、图算法等等。
1.冒泡排序算法：冒泡排序是最简单的排序算法之一，它通过比较相邻两个元素的值并交换位置来进行排序。
具体实现步骤为：依次比较相邻的两个元素，若顺序不对则交换位置，重复该过程直至所有元素都处于正确的位置。
2.快速排序算法：快速排序是一种高效的排序算法，它通过将数组分成较小的子数组并对子数组进行排序，然后再将子数组合并起来。
具体实现步骤为：选择一个基准元素，将小于基准的元素放在左边，大于基准的元素放在右边，然后递归地对左右子数组进行排序。
3.二分查找算法：二分查找是一种高效的算法，它通过将有序数组分成两部分并比较中间元素的值来进行查找。
具体实现步骤为：首先确定数组的中间元素，如果中间元素等于目标值，则返回查找成功；如果中间元素大于目标值，则在左半部分继续查找；如果中间元素小于目标值，则在右半部分继续查找，重复该过程直至找到目标元素或查找范围为空。
4.KMP算法：KMP算法是一种高效的字符串匹配算法，它通过利用匹配失败时的信息，避免对已经比较过的字符进行重复比较。
具体实现步骤为：首先根据模式串构建一个部分匹配表，然后在目标串中逐个比较字符，如果匹配失败则根据部分匹配表确定模式串的下一个比较位置。
5. Dijkstra算法：Dijkstra算法是一种用于寻找有向图中最短路径的算法，它通过逐步扩展路径来找到从起点到终点的最短路径。
具体实现步骤为：首先初始化起点到各个顶点的距离，并选择起点作为当前节点，然后依次选择未访问过的距离最小的节点，更新其邻居节点的最短路径，重复该过程直至找到终点或所有节点都被访问。
6. Floyd算法：Floyd算法是一种用于寻找有向图中任意两个节点之间最短路径的算法，它通过动态规划的思想逐步计算最短路径。
具体实现步骤为：初始化节点之间的距离矩阵，然后依次考虑中转节点，更新距离矩阵中的值，最后得到所有节点之间的最短路径。
数据结构与算法_第4章_串
第4章 串
4.2 串的表示和实现
②堆串 常用的实现方法：
很多实用的串处理系统中, 采用堆结构,它的特点是:系 统将一个很大的连续存储空间作为串的公用空间, 每当建 立新串时, 系统从中分配一个和串长相同的连续空间存储 串值, 它们的地址是在程序执行中动态分配的. 系统中所有串名的存储映像构成一个符号表。其 中len域指示串的长度, start域指示串的起始位置。借
可用链表来存储串值由于串的数据元素是一个字符它只有位二进制数因此用链表存储时通常一个结点中存放的不是一个字符而是一个定长子串链表中最后一个结点不一定被占满
第4章 串
4.1 串的定义
4.2 串的表示和实现
4.3 串的应用举例：简单的行编辑器
4.4 总结与提高
*串的模式匹配算法
1
第4章 串
4.1 串的定义
8
StrIndex(S, 4,T) = 6
第4章 串
4.1 串的定义
基本操作：StrReplace (S, T, V)
StrReplace (S, T, V) 初始条件：串S, T和 V 均已存在，且 T 是非空串。 操作结果：用V替换主串S中出现的所有与（模式 串）T相等的不重叠的子串。 例如： S = abcaabcaaabca,T = bca, V = x S = axaxaax
返回
10
第4章 串
4.2 串的表示和实现
常用的实现方法：
定长顺序存储表示
顺序 存储
——用一组地址连续的存储单元存储串值的字符序 列，属静态存储方式。
堆分配存储表示
——用一组地址连续的存储单元存储串值的字符序 列,但存储空间是在程序执行过程中动态分配而 得。
字符串对比算法
实验三、串的模式匹配赵俊1041901229 一、实验内容在给出主串S和模式T(子串)后，实现模式匹配。
若在S中含有模式T,返回子串T在主串S中首次出现的位置。
若T不是S的子串，则匹配失败，返回0。
要求：1. 在串的顺序存储结构下，采用朴素的模式匹配算法BF实现；2．在串的顺序存储结构下，选用模式匹配的KMP算法实现；3．考虑在链式存储结构下，试实现串的模式匹配。
二、实验目的1. 掌握串的顺序存储结构；2. 掌握串的模式匹配的BF算法；3. 掌握串的模式匹配的实现方法；4．了解模式匹配的KMP算法及失效函数的计算方法；5．了解串的链式存储结构三、实验代码#include<stdio.h>#include<tchar.h>int KMPSearch(const char * main_str, const char * sub_str, int * next);void CalculateNext(const char * sub_str, int len, int * next);int BFSearch(const char *main_str,const char *sub_str);#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<string>using namespace std;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){char*a="abcdeabcdeabc";char *b="eabc";BFSearch(a,b);int next[100];CalculateNext(b,5,next);KMPSearch(a,b,next);return 0;}int BFSearch(const char *main_str,const char *sub_str){int i=0;int j=0;int main_len=strlen(main_str);int sub_len=strlen(sub_str);while((i<main_len)&&(j<sub_len)){if( main_str[i] == sub_str[j]){j++;i++;}else{j=1;i=i-j+2;}}if(j == sub_len){return i-sub_len;}return -1;}int KMPSearch(const char * main_str, const char * sub_str, int * next) {int i=0;int j=0;int main_len=strlen(main_str);int sub_len=strlen(sub_str);while((i<main_len)&&(j<sub_len)){if(j == -1 || main_str[i] == sub_str[j]){j++;i++;}else{j=next[j];}}if(j == sub_len){return i-sub_len;}return -1;}void CalculateNext(const char * sub_str, int len, int * next){int k=-1;int j=0;next[0]=-1;while(j<len){if(k == -1 || sub_str[k] == sub_str[j]){k++;j++;next[j]=k; }else{k=next[k];}}}四、调试和运行结果。
数据结构_字符串操作原理
4.1 串类型的定义
一、串的基本概念
串(String)的定义
s＝“a1a2…an”
其中：
s为串的名字， 串的值
ai(1≤i≤n)一般是字母、数学、标点符号等可屏幕显
示的字符。
串的长度n。
4.1 串类型的定义
字符串与一般的线性表的区别：
串的数据元素约束为字符集；
串的基本操作通常针对串的整体或串的一个部分进行。
3.串的某些操作（如：串的连接、串的替换等）受到限制。
4.2.2 堆分配存储表示
特点：
仍用一组连续的存储单元来存放串，但存储空间是在程序 执行过程中动态分配而得。 利用malloc函数合理预设串长空间。
typedef struct{ char *ch; int length; }HString;
子串和主串
eg:
A＝“This is a string” B＝“is”
特别地：
空串是任意串的子串，任意串是其自身的子串。
串的相等
二、串的抽象数据类型定义
ADT String{
数据对象：D＝{ai|ai∈CharacterSet,i＝1,2,…,n;n≥0}
数据关系：S＝{< ai-1 , ai >| ai-1， ai ∈D, i ＝ 2,…,n} 基本操作： StrAssign(&T,chars) StrLength(S) SubString(&Sub,S,pos,len) StrCopy(&T,S) Index(S,T,pos)
串的结束标志的设置
数据结构综合实验报告
数据结构综合实验报告一、实验目的和要求1理解串的一般线性表之间的差异。
2重点掌握在顺序串上和链串上实现串的基本运算算法。
3掌握串的简单匹配算法和KMP算法。
4灵活运用串这种数据结构解决一些综合应用问题。
二、实验环境、内容和方法实验内容：1实现顺序串的各种基本运算。
2实现链串的各种基本运算。
3实现顺序串的各种模式匹配运算。
4求一个串中出现的第一个最长重复串。
实验方法：通过上机操作完成各内容。
实验环境：实验用PC机一台，使用操作系统为Windows XP Professional，安装OFFICE 2021、VC++等软件。
三、实验过程描述实验题4.1实现顺序串各种基本运算的算法编写一个程序algo4-1.cpp，实现顺序串的各种基本运算，并在此基础上设计一个程序exp4-1.cpp 完成如下功能：1建立串谁“abcdefghefghefghijklmn”和串s1=”xyz”; 2输出串s; 3输出串s的长度；4在串s的第9个字符位置插入串s1而产生串s2; 5输出串s2;6删除串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2； 7输出串s2;8将串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2; 9输出串s2;10提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3; 11输出串s3；12将串s1和串s2连接起来而产生串s4; 13输出串s4.解：本工程Proj4_1组成结构如图4.1所示。
algo4-1.cpp文件，其中包含如下函数：StrAssign(SqString &str,char cstr[]):由串常量cstr创建串str. StrCopy(SqString &s,SqString t):将串t复制到串s.StrEqual(SqString s,SqString t):判断两个串s和t是否相同。
StrLength(SqString s):求串s的长度。
Concat(SqString s,SqString t):将串t连接到串s之后产生新串。
第4章演示
4.3串的模式匹配算法
4. Index(S,T,pos)的算法实现 int Index(SString S, SString T, int pos) { int i,j; i=pos; j=1; while( (i<=S[0])&&(j<=T[0]) ) if( S[i]==T[j] ) { i++;j++;} else { i=i-j+2; j=1;} if(j>T[0]) return (i-j+1); else return 0; }
2. 朴素模式匹配(BF算法) 例：主串S="ababcabcacbab"，模式T="abcac"
i i i i i
第 3 趟
a b a b c a b c a c b a b a b c a c
j j j j j
i=7，j=5失败 ， 失败 i回溯到 ，j回溯到 回溯到4， 回溯到 回溯到1 回溯到
4.3串的模式匹配算法
2. 朴素模式匹配(BF算法) 例：主串S="ababcabcacbab"，模式T="abcac"
i i i
第 1 趟
j
a b a b c a b c a c b a b a b c a c
j j
i=3，j=3失败； ， 失败 失败； i回溯到 ，j回溯到 回溯到2， 回溯到 回溯到1 回溯到
第4章 串
4.1串类型的定义 4.2串的表示和实现
4.3串的模式匹配算法
4.1串类型的定义
串(又称字符串)是一种特殊的线性表，它的每个 结点仅由一个字符组成。 一、串的定义 串(String)，又称字符串，是由零个或多个字符 组成的有限序列。一般记为 S=‘a1a2……an’ 其中： ①S是串名； ②单引号括起的字符序列是串值。 ③ai(1≤i≤n)可以是字母、数字或其它字符； ④串中所包含的字符个数称为该串的长度。
串的顺序存储结构
第2讲串的顺序存储结构——讲义串的顺序存储结构有定长顺序串、堆串。
1、定长顺序串定长顺序串是将串设计成一种静态结构类型,串的存储分配是在编译时完成的。
与前面所讲的线性表的顺序存储结构类似,可用一组地址连续的存储单元存储串的字符序列。
1）定长顺序串存储结构定长顺序串类型定义如下:#define MAXLEN 40typedef struct { /*串结构定义*/char ch[ MAXLEN];int len;}SString;其中MAXLEN表示串的最大长度,ch是存储字符串的一维数组,每个分量存储一个字符,len是字符串的长度。
2）.定长顺序串基本操作的实现( 1 )串插入函数【问题分析】在进行顺序串的插入时,插入位置pos将串分为两部分(假设为A、B,长度为LA、LB)及待插入部分(假设为C,长度为LC),则串由插入前的AB变为ACB,由于是顺序串,插入会引起元素的移动。
可能出现以下三种情况:①插入后串长( LA+LC +LB)≤MAXLEN,则将B后移LC个元素位置,再将C插入。
②插入后串长>MAXLEN且pos+LC≤MAXLEN,则B后移时会有部分字符被舍弃。
③插入后串长> MAXLEN且pos +LC >MAXLEN,则B的全部字符被舍弃(不需后移),并且C在插入时也有部分字符被舍弃。
【算法描述】StrInsert(SString *s, int pos, SString t)/*在串s中下标为pos的字符之前插入串t */{ int i;if (pos<0 || pos>s->len) return(0); /*插入位置不合法*/if (s->len + t.len<=MAXLEN) { /*插入后串长≤MAXLEN*/for (i=s->len + t.len-1;i>=t.len + pos;i--)s->ch[i]=s->ch[i-t.len];for (i=0;i<t.len;i++) s->ch[i+pos]=t.ch[i];s->len=s->len+t.len;}else if (pos+t.len<=MAXLEN) {/*插入后串长>MAXLEN,但串t的字符序列可以全部插入*/ for (i=MAXLEN-1;i>t.len+pos-1;i--) s->ch[i]=s->ch[i-t.len];for (i=0;i<t.len;i++) s->ch[i+pos]=t.ch[i];s->len=MAXLEN;}第1次匹配： 主串S 子串T else { /*插入后串长>MAXLEN,并且串t 的部分字符也要舍弃 for (i=0;i<MAXLEN-pos;i++) s->ch[i+pos]=t.ch[i]; s->len=MAXLEN; } return(1);}显然,实现顺序串插入的算法其实现复杂度为: O( s->len+t.len)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实现顺序串的各种模式匹配算法
序号一：引言
实现顺序串的各种模式匹配算法是一项重要而复杂的任务。
在计算机科学领域，这一问题一直备受关注，因为它涉及到如何高效地在一个文本中找到一个模式的出现。
通过使用不同的算法和数据结构，我们可以在实际应用中更有效地实现字符串匹配。
在本文中，我们将深入探讨各种模式匹配算法，包括它们的原理、优缺点以及适用场景，以便读者能够更全面地理解和应用这些算法。
序号二：模式匹配算法的基本原理
在开始讨论不同的模式匹配算法之前，让我们先了解一下模式匹配的基本原理。
模式匹配是指在一个文本串中查找一个模式串的过程。
具体来说，我们需要在文本串中以每一个位置为起点，依次比较模式串和文本串的对应字符，从而确定模式串是否出现在文本串中。
这个过程类似于在一本书中找到特定章节的名字，只不过在计算机中我们需要以更快的速度完成这一任务。
序号三：常见的模式匹配算法及其优缺点
在实际应用中，有许多不同的模式匹配算法可供选择。
其中，最常见的包括朴素匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore算法、Rabin-Karp 算法等。
每种算法都有其独特的优缺点，以适应不同的应用场景。
朴素匹配算法是一种简单直观的算法，它从文本串的每一个位置开始和模式串进行匹配，直到找到匹配或者遍历完整个文本串为止。
这种算法的优点是实现简单，但是对于大规模文本串和模式串来说效率较低。
KMP算法是一种高效的模式匹配算法，它利用了模式串自身的特点来快速匹配文本串。
通过构建部分匹配表，KMP算法可以在匹配过程中跳过一些已经匹配过的位置，从而提高匹配的效率。
其主要缺点是需要额外的空间来存储部分匹配表，因此在内存有限的场景下可能不适用。
Boyer-Moore算法是另一种经典的模式匹配算法，它通过利用模式串和文本串之间的信息来跳过一些不可能匹配的位置，从而减少比较次数。
这使得Boyer-Moore算法在最坏情况下的时间复杂度较低，适用于大规模文本串和模式串的匹配。
Rabin-Karp算法则利用了哈希函数来加速模式匹配过程。
它首先计算模式串和文本串中每个长度为模式串长度的子串的哈希值，然后逐一比较这些哈希值来确定匹配。
虽然Rabin-Karp算法有一定的优势，
但是在哈希碰撞的情况下可能导致错误匹配。
根据不同的场景和需求，我们可以选择合适的模式匹配算法来实现顺序串的匹配，以达到更高的效率和性能。
序号四：模式匹配算法的应用
模式匹配算法在实际应用中有着广泛的应用。
在文本编辑器中，我们可以利用模式匹配算法来实现搜索和替换功能，从而更方便地编辑文本。
在大规模数据处理和搜索引擎中，模式匹配算法也扮演着重要的角色，用于高效地处理海量文本数据。
另外，生物信息学中的序列比对和基因识别等问题也可以通过模式匹配算法来解决。
序号五：个人观点和总结
通过深入研究和了解不同的模式匹配算法，我对实现顺序串的各种模式匹配算法有了更全面的认识。
在选择合适的算法时，我们需要根据具体的应用场景和需求来权衡各种算法的优缺点，以达到更高的效率和性能。
在未来的研究和实践中，我将进一步探索模式匹配算法的应用，并且不断优化和改进这些算法，以满足实际问题的需求。
总结起来，模式匹配算法的研究和应用具有重要的意义，它不仅可以提高计算机处理文本数据的效率，还可以在各种领域解决诸多实际问
题。
通过不断深入研究和实践，我们能够更好地理解和应用这些算法，从而推动计算机科学领域的发展。
结语
通过对实现顺序串的各种模式匹配算法进行深入探讨，希望读者能够
对模式匹配算法有更全面的认识，并在实际应用中能够更加灵活地运
用这些算法。
在未来的学习和实践中，期待能够进一步探索模式匹配
算法的优化和改进，从而在实际问题中取得更好的效果。
在实现顺序
串的各种模式匹配算法中，我们不仅需要了解基本原理和常见的算法，还需要深入探讨它们在实际应用中的具体场景和优缺点。
模式匹配算
法的选择对于解决特定问题至关重要，因此需要根据具体需求来综合
考量各种算法的优劣之处。
让我们再深入探讨一下模式匹配算法的基本原理。
模式匹配涉及在一
个给定的文本中查找一个特定的模式串。
这个过程可以在实际应用中
具有广泛的意义，比如在文本编辑器中的搜索和替换功能，搜索引擎
中的文本数据处理，以及生物信息学中的序列比对和基因识别等问题。
可以看出，模式匹配算法在现代计算机科学和生物科学中都扮演着重
要的角色。
常见的模式匹配算法包括朴素匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore
算法和Rabin-Karp算法。
每种算法都有其独特的优缺点，适用于不
同的应用场景。
朴素匹配算法是一种简单直观的算法，但在大规模文
本串和模式串中效率较低。
KMP算法则可以通过构建部分匹配表来提高匹配的效率，但需要额外的空间来存储部分匹配表。
Boyer-Moore 算法则通过利用模式串和文本串之间的信息来减少比较次数，适用于
大规模文本串和模式串的匹配。
Rabin-Karp算法利用哈希函数来加速匹配过程，但可能在哈希碰撞的情况下导致错误匹配。
在选择合适的模式匹配算法时，我们需要根据具体的需求和场景来进
行权衡。
比如在实时性要求较高的场景下，可以选择KMP算法或Boyer-Moore算法来提高匹配效率；而在内存消耗要求较高的场景下，则可以选择朴素匹配算法或Rabin-Karp算法。
除了上述的常见模式匹配算法，还有一些其他的算法和数据结构可以
用于实现模式匹配，比如AC自动机、后缀树等。
这些算法和数据结
构在特定的应用场景中也有着重要的作用，可以进一步提高模式匹配
的效率和性能。
在模式匹配算法的应用中，我们还需要考虑一些具体的技术细节，比
如在文本搜索中如何处理多模式串的匹配，如何处理文本中的通配符
和正则表达式，以及如何处理海量数据的模式匹配等问题。
这些技术
细节都是实际应用中需要考虑的问题，需要结合具体的业务需求和实
际情况来进行合理的设计和实现。
模式匹配算法在现代计算机和生物科学中具有着广泛的应用场景，对于提高文本数据处理的效率和性能有着重要的作用。
通过深入研究和实践，我们能够更好地理解和应用这些算法，从而推动相关领域的发展。
期待在未来的学习和工作中，能够进一步探索模式匹配算法，并不断优化和改进这些算法，以满足实际问题的需求。