#include "string.h"#include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "io.h" #include "math.h" #include "time.h"#define OK 1#define ERROR 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */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 ElemType; /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */typedef char String[MAXSIZE+1]; /* 0号单元存放串的长度 *//* 生成一个其值等于chars的串T */Status StrAssign(String T,char *chars){ int i; if(strlen(chars)>MAXSIZE) return ERROR; else { T[0]=strlen(chars); for(i=1;i<=T[0];i++) T[i]=*(chars+i-1); return OK; }}Status ClearString(String S){ S[0]=0;/* 令串长为零 */ return OK;}/* 输出字符串T。 */void StrPrint(String T){ int i; for(i=1;i<=T[0];i++) printf("%c",T[i]); printf("\n");}/* 输出Next数组值。 */void NextPrint(int next[],int length){ int i; for(i=1;i<=length;i++) printf("%d",next[i]); printf("\n");}/* 返回串的元素个数 */int StrLength(String S){ return S[0];}/* 朴素的模式匹配法 */int Index(String S, String T, int pos) { int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */ int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */ while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */ { if (S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续 */ { ++i; ++j; } else /* 指针后退重新开始匹配 */ { i = i-j+2; /* i退回到上次匹配首位的下一位 */ j = 1; /* j退回到子串T的首位 */ } } if (j > T[0]) return i-T[0]; else return 0;}/* 通过计算返回子串T的next数组。 */void get_next(String T, int *next) { int i,j; i=1; j=0; next[1]=0; while (i<T[0]) /* 此处T[0]表示串T的长度 */ { if(j==0 || T[i]== T[j]) /* T[i]表示后缀的单个字符，T[j]表示前缀的单个字符 */ { ++i; ++j; next[i] = j; } else j= next[j]; /* 若字符不相同，则j值回溯 */ }}/* 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在，则函数返回值为0。 *//* T非空，1≤pos≤StrLength(S)。 */int Index_KMP(String S, String T, int pos) { int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */ int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */ int next[255]; /* 定义一next数组 */ get_next(T, next); /* 对串T作分析，得到next数组 */ while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */ { if (j==0 || S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续，与朴素算法增加了j=0判断 */ { ++i; ++j; } else /* 指针后退重新开始匹配 */ j = next[j];/* j退回合适的位置，i值不变 */ } if (j > T[0]) return i-T[0]; else return 0;}/* 求模式串T的next函数修正值并存入数组nextval */void get_nextval(String T, int *nextval) { int i,j; i=1; j=0; nextval[1]=0; while (i<T[0]) /* 此处T[0]表示串T的长度 */ { if(j==0 || T[i]== T[j]) /* T[i]表示后缀的单个字符，T[j]表示前缀的单个字符 */ { ++i; ++j; if (T[i]!=T[j]) /* 若当前字符与前缀字符不同 */ nextval[i] = j; /* 则当前的j为nextval在i位置的值 */ else nextval[i] = nextval[j]; /* 如果与前缀字符相同，则将前缀字符的 */ /* nextval值赋值给nextval在i位置的值 */ } else j= nextval[j]; /* 若字符不相同，则j值回溯 */ }}int Index_KMP1(String S, String T, int pos) { int i = pos; /* i用于主串S中当前位置下标值，若pos不为1，则从pos位置开始匹配 */ int j = 1; /* j用于子串T中当前位置下标值 */ int next[255]; /* 定义一next数组 */ get_nextval(T, next); /* 对串T作分析，得到next数组 */ while (i <= S[0] && j <= T[0]) /* 若i小于S的长度并且j小于T的长度时，循环继续 */ { if (j==0 || S[i] == T[j]) /* 两字母相等则继续，与朴素算法增加了j=0判断 */ { ++i; ++j; } else /* 指针后退重新开始匹配 */ j = next[j];/* j退回合适的位置，i值不变 */ } if (j > T[0]) return i-T[0]; else return 0;}int main(){ int i,*p; String s1,s2; StrAssign(s1,"abcdex"); printf("子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf("Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"abcabx"); printf("子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf("Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"ababaaaba"); printf("子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf("Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"aaaaaaaab"); printf("子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf("Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"ababaaaba"); printf(" 子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf(" Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); get_nextval(s1,p); printf("NextVal为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"aaaaaaaab"); printf(" 子串为: "); StrPrint(s1); i=StrLength(s1); p=(int*)malloc((i+1)*sizeof(int)); get_next(s1,p); printf(" Next为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); get_nextval(s1,p); printf("NextVal为: "); NextPrint(p,StrLength(s1)); printf("\n"); StrAssign(s1,"00000000000000000000000000000000000000000000000001"); printf("主串为: "); StrPrint(s1); StrAssign(s2,"0000000001"); printf("子串为: "); StrPrint(s2); printf("\n"); printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（朴素模式匹配算法）\n",Index(s1,s2,1)); printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP算法） \n",Index_KMP(s1,s2,1)); printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配（KMP改良算法） \n",Index_KMP1(s1,s2,1)); return 0;}
