数据结构（严蔚敏）串顺序结构

  /* c1.h (程序名) */
 #include<string.h>
 #include<ctype.h>
 #include<malloc.h> /* malloc()等 */
 #include<limits.h> /* INT_MAX等 */
 #include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
 #include<stdlib.h> /* atoi() */
 #include<io.h> /* eof() */
 #include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
 #include<process.h> /* exit() */
 /* 函数结果状态代码 */
 #define TRUE 1
 #define FALSE 0
 #define OK 1
 #define ERROR 0
 #define INFEASIBLE -1
 /* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */
 typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
 typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */

 /* c4-1.h 串的定长顺序存储表示 */
 #define MAXSTRLEN 40 /* 用户可在255以内定义最大串长（1个字节） */
 typedef char SString[MAXSTRLEN+1]; /* 0号单元存放串的长度 */

 /* bo4-1.c 串采用定长顺序存储结构(由c4-1.h定义)的基本操作(14个) */
 /* SString是数组，故不需引用类型。此基本操作包括算法4.2,4.3,4.5 */
 Status StrAssign(SString T,char *chars)
 { /* 生成一个其值等于chars的串T */
   int i;
   if(strlen(chars)>MAXSTRLEN)
     return ERROR;
   else
   {
     T[0]=strlen(chars);
     for(i=1;i<=T[0];i++)
       T[i]=*(chars+i-1);
     return OK;
   }
 }

 Status StrCopy(SString T,SString S)
 { /* 由串S复制得串T */
   int i;
   for(i=0;i<=S[0];i++)
     T[i]=S[i];
   return OK;
 }

 Status StrEmpty(SString S)
 { /* 若S为空串,则返回TRUE,否则返回FALSE */
   if(S[0]==0)
     return TRUE;
   else
     return FALSE;
 }

 int StrCompare(SString S,SString T)
 { /* 初始条件: 串S和T存在 */
   /* 操作结果: 若S>T,则返回值>0;若S=T,则返回值=0;若S<T,则返回值<0 */
   int i;
   for(i=1;i<=S[0]&&i<=T[0];++i)
     if(S[i]!=T[i])
       return S[i]-T[i];
   return S[0]-T[0];
 }

 int StrLength(SString S)
 { /* 返回串的元素个数 */
   return S[0];
 }

 Status ClearString(SString S)
 { /* 初始条件:串S存在。操作结果:将S清为空串 */
   S[0]=0;/* 令串长为零 */
   return OK;
 }

 Status Concat(SString T,SString S1,SString S2) /* 算法4.2改 */
 { /* 用T返回S1和S2联接而成的新串。若未截断，则返回TRUE，否则FALSE */
   int i;
   if(S1[0]+S2[0]<=MAXSTRLEN)
   { /* 未截断 */
     for(i=1;i<=S1[0];i++)
       T[i]=S1[i];
     for(i=1;i<=S2[0];i++)
       T[S1[0]+i]=S2[i];
     T[0]=S1[0]+S2[0];
     return TRUE;
   }
   else
   { /* 截断S2 */
     for(i=1;i<=S1[0];i++)
       T[i]=S1[i];
     for(i=1;i<=MAXSTRLEN-S1[0];i++)
       T[S1[0]+i]=S2[i];
     T[0]=MAXSTRLEN;
     return FALSE;
   }
 }

 Status SubString(SString Sub,SString S,int pos,int len)
 { /* 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。算法4.3 */
   int i;
   if(pos<1||pos>S[0]||len<0||len>S[0]-pos+1)
     return ERROR;
   for(i=1;i<=len;i++)
     Sub[i]=S[pos+i-1];
   Sub[0]=len;
   return OK;
 }

 int Index(SString S,SString T,int pos)
 { /* 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在,则函数值为0。 */
   /* 其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)。算法4.5 */
   int i,j;
   if(1<=pos&&pos<=S[0])
   {
     i=pos;
     j=1;
     while(i<=S[0]&&j<=T[0])
       if(S[i]==T[j]) /* 继续比较后继字符 */
       {
         ++i;
         ++j;
       }
       else /* 指针后退重新开始匹配 */
       {
         i=i-j+2;
         j=1;
       }
     if(j>T[0])
       return i-T[0];
     else
       return 0;
   }
   else
     return 0;
 }

 Status StrInsert(SString S,int pos,SString T)
 { /* 初始条件: 串S和T存在,1≤pos≤StrLength(S)+1 */
   /* 操作结果: 在串S的第pos个字符之前插入串T。完全插入返回TRUE,部分插入返回FALSE */
   int i;
   if(pos<1||pos>S[0]+1)
     return ERROR;
   if(S[0]+T[0]<=MAXSTRLEN)
   { /* 完全插入 */
     for(i=S[0];i>=pos;i--)
       S[i+T[0]]=S[i];
     for(i=pos;i<pos+T[0];i++)
       S[i]=T[i-pos+1];
     S[0]=S[0]+T[0];
     return TRUE;
   }
   else
   { /* 部分插入 */
     for(i=MAXSTRLEN;i<=pos;i--)
       S[i]=S[i-T[0]];
     for(i=pos;i<pos+T[0];i++)
       S[i]=T[i-pos+1];
     S[0]=MAXSTRLEN;
     return FALSE;
   }
 }

 Status StrDelete(SString S,int pos,int len)
 { /* 初始条件: 串S存在,1≤pos≤StrLength(S)-len+1 */
   /* 操作结果: 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串 */
   int i;
   if(pos<1||pos>S[0]-len+1||len<0)
     return ERROR;
   for(i=pos+len;i<=S[0];i++)
     S[i-len]=S[i];
   S[0]-=len;
   return OK;
 }

 Status Replace(SString S,SString T,SString V)
 { /* 初始条件: 串S,T和V存在,T是非空串（此函数与串的存储结构无关） */
   /* 操作结果: 用V替换主串S中出现的所有与T相等的不重叠的子串 */
   int i=1; /* 从串S的第一个字符起查找串T */
   if(StrEmpty(T)) /* T是空串 */
     return ERROR;
   do
   {
     i=Index(S,T,i); /* 结果i为从上一个i之后找到的子串T的位置 */
     if(i) /* 串S中存在串T */
     {
       StrDelete(S,i,StrLength(T)); /* 删除该串T */
       StrInsert(S,i,V); /* 在原串T的位置插入串V */
       i+=StrLength(V); /* 在插入的串V后面继续查找串T */
     }
   }while(i);
   return OK;
 }

 void DestroyString()
 { /* 由于SString是定长类型,无法销毁 */
 }

 void StrPrint(SString T)
 { /* 输出字符串T。另加 */
   int i;
   for(i=1;i<=T[0];i++)
     printf("%c",T[i]);
   printf("/n");
 }

void get_next(SString T,int next[])
 { /* 求模式串T的next函数值并存入数组next 算法 4.7 */
   int i=1,j=0;
   next[1]=0;
   while(i<T[0])
     if(j==0||T[i]==T[j])
     {
       ++i;
       ++j;
       next[i]=j;
     }
     else
       j=next[j];
 }

 int Index_KMP(SString S,SString T,int pos,int next[])
 { /* 利用模式串T的next函数求T在主串S中第pos个字符之后的位置的KMP算法。 */
   /* 其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)。算法 4.6 */
   int i=pos,j=1;
   while(i<=S[0]&&j<=T[0])
     if(j==0||S[i]==T[j]) /* 继续比较后继字符 */
     {
       ++i;
       ++j;
     }
     else /* 模式串向右移动 */
       j=next[j];
   if(j>T[0]) /* 匹配成功 */
     return i-T[0];
   else
     return 0;
 }

 

void main()
 {
   int i,j,*p;
   SString s1,s2; /* 以教科书中图4.5为例 */
   StrAssign(s1,"acabaabaabcacaabc");
   printf("主串为: ");
   StrPrint(s1);
   StrAssign(s2,"abaabcac");
   printf("子串为: ");
   StrPrint(s2);
   i=StrLength(s2);
   p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); /* 生成s2的next数组 */
   get_next(s2,p);
   printf("子串的next函数为: ");
   for(j=1;j<=i;j++)
     printf("%d ",*(p+j));
   printf("/n");
   i=Index_KMP(s1,s2,1,p);
   if(i)
     printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配/n",i);
   else
     printf("主串和子串匹配不成功/n");
 }