数据结构第四次上机 第四章之BF和KMP算法（顺序串的各种模式匹配算法）

实验题3：实现顺序串的各种模式匹配算法（即BF和KMP算法）设计

内容：

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。

代码：

#include <stdio.h>#define MaxSize 100    //最多的字符个数typedef 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 &s,char cstr[])//s为引用型参数{    int i;    for (i=0; cstr[i]!='\0'; i++)        s.data[i]=cstr[i];    s.length=i;}void DispStr(SqString s){    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;    while (i<s.length && j<t.length)    {        if (s.data[i]==t.data[j])//继续匹配下一个字符        {            i++;//主串和子串依次匹配下一个字符            j++;        }        else//主串、子串指针回溯重新开始下一次匹配        {            i=i-j+1;//主串从下一个位置开始匹配            j=0; //子串从头开始匹配        }    }    if (j>=t.length)        return(i-t.length);//返回匹配的第一个字符的下标    else        return(-1);//模式匹配不成功}void GetNext(SqString t,int next[]){    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;        }        else            k=next[k];    }}int KMPIndex(SqString s,SqString t){    int next[MaxSize],i=0,j=0;    GetNext(t,next);    while(i<s.length&&j<t.length)    {        if(j==-1||s.data[i]==t.data[j])        {            i++;            j++;        }        else            j=next[j];    }    if(j>=t.length)        return(i-t.length);    else        return(-1);}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;            else                nextval[j]=nextval[k];        }        else            k=nextval[k];    }}int KMPIndex1(SqString s,SqString t)//修正的KMP算法{    int nextval[MaxSize],i=0,j=0;    GetNextval(t,nextval);    while (i<s.length && j<t.length)    {        if (j==-1 || s.data[i]==t.data[j])        {            i++;            j++;        }        else            j=nextval[j];    }    if (j>=t.length)        return(i-t.length);    else        return(-1);}int main(){    int j;    int next[MaxSize],nextval[MaxSize];    SqString s,t;    StrAssign(s,"abcabcdabcdeabcdefabcdefg");    StrAssign(t,"abcdeabcdefab");    printf("(1).建立目标串s='abcabcdabcdeabcdefabcdefg'和模式串t='abcdeabcdefab'输出如下：\n");    printf("    串s:");    DispStr(s);    printf("    串t:");    DispStr(t);    printf("(2).采用简单匹配算法t在s中的位置: \n");    printf("    t在s中的位置=%d\n",Index(s,t));    printf("(3).由模式串t求出next数组值和nextval数组值\n");    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("%4d",j);    printf("\n");    printf(" t[j]   ");    for (j=0; j<t.length; j++)        printf("%4c",t.data[j]);    printf("\n");    printf(" next   ");    for (j=0; j<t.length; j++)        printf("%4d",next[j]);    printf("\n");    printf(" nextval");    for (j=0; j<t.length; j++)        printf("%4d",nextval[j]);    printf("\n");    printf("(4).采用KMP算法求t在s中的位置:\n");    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex(s,t));    printf("(5).采用改进的KMP算法求t在s中的位置:\n");    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex1(s,t));    return 0;}