数据结构实验报告 串

/*查找子串BF(Brute-Force)算法累计次数 */
wenku.baidu.com
int BFIndexC(String S, int start, String T)
/*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的开始字符下标，否则返回-1*/
{ int i= start, j=0, t=0; while(i<S.length && j<T.length) { if(S.str[i]==T.str[j]) { i++; j++; } else {
测试主函数：
#define MaxSize 80 #include<stdio.h> #include<string.h> #include "SString.h" int main(void) { int v; String S={"I am a student."}, T={"student"}, V={"teacher"}; v=Replace(S,0,T,V); printf("返回%d\n",v); } 实验结果：
/*在串S的pos位置插入子串T*/
{ int i; if(pos<0||pos>S->length) { printf("The parameter pos is error!\n"); return 0; } else if(S->length+T.length>MaxSize)
{ printf("The space of the array is not enough!\n"); return 0; } else { for(i=S->length-1; i>=pos; i--)
/*求模式串next[j]值的操作 */
void GetNext(String T, int next[])
/*求子串T的next[j]值并存放于数组next中*/
{ int j=1, k=0; next[0]=-1; next[1]=0; while(j<T.length) { if(T.str[j]=T.str[k]) { next[j+1]=k+1; j++; k++; } else if(k==0) { next[j+1]=0; j++; } else k=next[k]; } }
S->str[i-len]=S->str[i];
/*依次前移数据元素*/
S->length=S->length-len;
/*产生新的串长度值*/
return 1; } }
/*取子串操作 */
int SubString(String S, int pos, int len, String *T)
/*取串S的从pos位置开始长度为len的子串值赋给子串T*/
/*删除子串操作 */
int Delete(String *S, int pos, int len)
/*删除串S的从pos位置开始长度为len的子串值*/
{ int i; if(S->length<=0) { printf("No elements deleting!\n"); return 0; } else if(pos<0||len<0||pos+len>S->length) { printf("The parameters pos and len are not correct!\n"); return 0; } else { for(i=pos+len; i<=S->length-1; i++)
测试主函数：
#include<stdio.h> #define MaxSize 100 #include"SString.h" #include"BFandKMP.h" void main(void) { String S={{"cddcdc"},6}, T={{"abcde"},5};
String S1={{"aaaaaaaa"},8}, T1={{"aaaab"},5}; String S2={{"aaaaaaaaaaaaaaaaad"},18}, T2={{"aaaab"},5}; int next[20], count; count=BFIndexC(S,0,T); printf("从S中查找T的Brute-Force算法比较次数：%d\n",count); GetNext(T, next); count=KMPIndexC(S,0,T,next); printf("从S中查找T的KMP算法比较次数：%d\n",count); count=BFIndexC(S1,0,T1); printf("从S1中查找T1的Brute-Force算法比较次数：%d\n",count); GetNext(T1, next); count=KMPIndexC(S1,0,T1,next); printf("从S1中查找T1的KMP算法比较次数：%d\n",count); count=BFIndexC(S2,0,T2); printf("从S2中查找T2的Brute-Force算法比较次数：%d\n",count); GetNext(T2, next); count=KMPIndexC(S2,0,T2,next); printf("从S2中查找T2的KMP算法比较次数：%d\n",count); }
程序代码：
4-19的代码： /*静态存储结构*/
typedef struct { char str[MaxSize];
int length;
}String; /*初始化操作*/ void Initiate(String *S) { S->length=0; }
/*插入子串操作 */
int Insert(String *S, int pos, String T)
/*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的首字符下标，*/ /*否则返回-1*/ /*数组Next中存放有模式串T的next[j]值*/
{ int i= start, j=0, v; while(i<S.length && j<T.length) { if(S.str[i]==T.str[j]) { i++; j++; } else if(j==0) i++; else j=next[j]; } if(j==T.length) v=i-T.length; else v=-1; return v; }
{ int i; if(pos<0||len<0||pos+len>S.length) { printf("The parameters pos and len are not correct!\n"); return 0; } else { for(i=0; i<=len; i++)
T->str[i]=S.str[pos+i]; /*给子串T赋值*/ T->length=len; /*给子串T的长度域赋值*/
4-19.程序调式结果：
4-20.程序调式结果：
总结与思考
KMP算法的比较次数比Brute-Force算法的少。KMP算法的主要特点是：消除了Brute-Force算法 的主串指针在相当多个字符比较相等后，只要有一个字符不相等便回退，也就是回溯的缺点。
所以从两种算法的原理和程序运行的结果来看，KMP算法比Brute-Force算法的效率更高。
i=i-j+1; j=0; } t++; } return t; }
/*查找子串KMP(D.E.Knuth-J.H.Morris-V.R.Pratt)操作 */
int KMPIndexC(String S, int start, String T, int next[])
/*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的首字符下标，*/ /*否则返回-1*/ /*数组Next中存放有模式串T的next[j]值*/
4-20的部分代码： Replace函数： /* 从主串S中查找字串T，若存在，并用串V替换串T并返回1，否则，返回0*/
int Replace(String S,int start,String T,String V) { int i,v; Initiate(&S); Initiate(&T); Initiate(&V); for(i=0; i<strlen(S.str); i++) S.length=S.length+1; for(i=0; i<strlen(T.str); i++) T.length=T.length+1; for(i=0; i<strlen(V.str); i++) V.length=V.length+1; i=BFIndex(S, 0, T); if (i!=-1) {
{ int i= start, j=0, t=0; while(i<S.length && j<T.length) { if(S.str[i]==T.str[j]) { i++; j++; } else if(j==0) i++; else j=next[j]; t++; } return t; }
j++; } else { i=i-j+1; j=0; } } if(j==T.length) v=i-T.length; else v=-1; return v; }
/*查找子串KMP(D.E.Knuth-J.H.Morris-V.R.Pratt)操作 */
int KMPIndex(String S, int start, String T, int next[])
实验三
实验目的：
串
1. 熟悉串类型的实现方法，了解简单文字处理的设计方法； 2. 熟悉C语言的字符和把字符串处理的原理和方法； 3. 熟悉并掌握模式匹配算法。
实验原理：
顺序存储结构下的关于字符串操作的基本算法。 模式匹配算法BF、KMP
实验内容：
4-19. 在4.4.3节例4-6的基础上，编写比较Brute-Force算法和KMP算法比较次数的程序。 4-20. 设串采用静态数组存储结构，编写函数实现串的替换Replace（S，start，T，V），即要 求在主串S中，从位置start开始查找是否存在字串T。若主串S中存在子串T，则用子串V替换子 串T，且函数返回1；若主串S中不存在子串T，则函数返回0；并要求设计主函数进行测试。一 个测试例子为：S=“I am a student”,T=“student”,V=“teacher”。
if(Delete(&S, i, T.length)) Insert(&S, i, V); for(i=0; i<S.length; i++) printf("%c", S.str[i]); printf("\n"); return v=1; } else { printf("主串S中不存在串T\n"); return v=0; } }
return 1; } }
/*查找子串BF(Brute-Force)操作*/
int BFIndex(String S, int start, String T)
/*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的开始字符下标，否则返回-1*/
{ int i= start, j=0, v; while(i<S.length && j<T.length) { if(S.str[i]==T.str[j]) { i++;
S->str[i+T.length]=S->str[i]; /*依次后移数据元素*/
for(i=0; i<T.length; i++)
S->str[pos+i]=T.str[i]; /*插入*/
S->length=S->length+T.length;
/*产生新的串长度值*/
return 1; } }