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头文件SString.h
// SString.h - 串
#include <iostream>
#define MAXLEN 255
/*********************************************************************************************************************************
* 数据类型一览
* SString 定长顺序存储（静态数组）
* HString 串的顺序存储 可拓展长度顺序存储（指针数组）
* StringNode, *Node 串的链式存储
*
* 操作函数 共享栈操作在函数名后加0或者1 不带头结点的链栈操作在函数名后加WithoutFirstNode
* bool StrAssign(&T, *ch) 赋值操作，将字符串ch复制到串T中 正常结束返回1，否则返回0
* bool StrCopy(&T, S) 复制操作，将S串复制到串T中 正常结束返回1，否则返回0
* bool StrEmpty(S) 判空 空返回1，否则返回0
* int StrLength(S) 求长度 返回串的长度
* bool ClearString(S) 清空 正常结束返回1，否则返回0
* bool DestroyString(&S) 销毁 正常结束返回1，否则返回0
* bool Concat(&T, S1, S2) 串连接,将S1和S2连接后存入T 正常结束返回1，否则返回0
* bool SubString(&Sub, S, pos, len) 求子串，求出串S中位于pos位置的长度为len长度的子串存入Sub 正常结束返回1，否则返回0
* int StrCompare(S, T) 比较操作 比较串S和T的大小，返回值小于0，等于0，大于0，分别表示S<T，S=T，S>T
* int Index(S, T) 定位操作，求出串S中第一次出现串T的位置 返回值为定位串T的位置，如果没有找到返回0
* int Index2(S, T) 朴素模式匹配，求出串S中第一次出现串T的位置 返回值为定位串T的位置，如果没有找到返回0
* void get_next(T, next) 求模式串T的next数组
* void get_nextval(T, nextval) 求模式串优化后的nextval数组
* int Index_KMP(S, T) KMP算法求出串S中第一次出现串T的位置 返回值为定位串T的位置，如果没有找到返回0
*
*********************************************************************************************************************************/
// 串的顺序存储 定长顺序存储（静态数组）
typedef struct SString{
char ch[MAXLEN]; // 每个分量存储一个字符
int length; // 串的实际长度
}SString;
// 串的顺序存储 可拓展长度顺序存储（指针数组）
typedef struct HString{
char *ch; // 按串长分配存储区，ch指向串的基地址
int length; // 串的长度
}HString;
//HString S; S.ch = (char *)malloc(MAXLEN*sizeof(char)); S.length = 0;
// 串的链式存储
typedef struct StringNode{
char ch; // 每个结点存1字符，若要提高存储密度，则可设置为多个字符数组
struct StringNode *next;
}StringNode, *Node;
// 赋值操作
bool StrAssign(SString &T, char *ch){
int i = 1;
while(ch[i] != '\0'){
T.ch[i] = ch[i];
i++;
}
T.length = i;
return true;
}
// 复制操作
bool StrCopy(SString &T, SString S){
int i = 1;
while(S.ch[i] != '\0'){
T.ch[i] = S.ch[i];
i++;
}
T.length = i;
return true;
}
// 判空
bool StrEmpty(SString S){
return S.length == 0;
}
// 求长度
int StrLength(SString S){
return S.length;
}
// 清空
bool ClearString(SString &S){
S.length = 0;
return true;
}
// 销毁
bool DestroyString(SString &S){
S.length = 0;
return true;
}
// 串连接
bool Concat(SString &T, SString S1, SString S2){
int i = 1;
while(S1.ch[i] != '\0'){
T.ch[i] = S1.ch[i];
i++;
}
while(S2.ch[i] != '\0'){
T.ch[i] = S2.ch[i];
i++;
}
T.length = i;
return true;
}
// 求子串
bool SubString(SString &Sub, SString S, int pos, int len){
if(pos < 1 pos > S.length len < 0 len > S.length - pos + 1){ // 子串位置不合法
return false;
}
Sub.length = len;
for(int i = 0; i < len; i++){
Sub.ch[i] = S.ch[pos - 1 + i];
}
return true;
}
// 比较操作
int StrCompare(SString S, SString T){
for(int 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;
}
// 定位操作
int Index(SString S, SString T){
int i = 1, n = S.length, m = T.length;
SString Sub;
while(i <= n - m + 1){
if(SubString(Sub, S, i, m) && StrCompare(Sub, T) == 0){
return i;
}
i++;
}
}
// 朴素模式匹配
int Index2(SString S, SString T){
int k = 1; // 当前匹配的字符位置
int i = k, j = 1;
while(i <= S.length && j <= T.length){
if(S.ch[i] == T.ch[j]){
i++; // 继续比较后续字符
j++;
}else{
k++; // 匹配失败，向后移动匹配字符位置
i = k;
j = 1;
}
}
if(j > T.length){
return k;
}else{
return 0;
}
}
// KMP算法：朴素模式算法优化
int Index_KMP_Need_Next(SString S, SString T, int next[]){ // 传入next数组
// 例：google的next数组为next[7] = {0, 0, 1, 1, 1, 2, 1}
int i = 1, j = 1;
while(i <= S.length && j <= T.length){
if(j == 0 S.ch[i] == T.ch[j]){ // 通过j==0来判断是否是第一位不相符，然后i，j都加一以至于可以i向后移，j归为1
i++;
j++;
}else{
j = next[j];
}
}
if(i > T.length){
return i-T.length;
}else{
return 0;
}
}
// 求模式串T的next数组
void get_next(SString T, int next[]){
int i = 0, j = 0;
next[1] = 0;
while(i < T.length){
if(j == 0 T.ch[i] == T.ch[j]){
++i;
++j;
// 若pi等于pj，则next[j+1] = next[j] + 1
next[i] = j;
}else{
j = next[j];
}
}
}
// next数组优化为nextval数组
void get_nextval(SString T, int nextval[]){
int *next = new int[T.length+1];
get_next(T, next);
nextval[1] = 0;
for(int j = 2; j <=T.length; j++){
if(T.ch[j] == T.ch[next[j]]){
nextval[j] = nextval[next[j]];
}else{
nextval[j] = next[j];
}
}
delete[] next;
}
// KMP算法
int Index_KMP(SString S, SString T){
int i = 1, j = 1;
int *next = new int[T.length+1];
get_next(T, next); // 求模式串T的next数组 时间复杂度O(m)
while(i <= S.length && j <= T.length){ // 时间复杂度O(n)
if(j == 0 S.ch[i] == T.ch[j]){
i++;
j++; // 继续比较后继字符
}else{
j = next[j]; // 模式串向右移动
}
}
delete[] next;
if(j>T.length){
return i-T.length; // 匹配成功返回匹配的位置
}else{
return 0;
}
}