数据结构教程（第五版 李春葆 上机实验题4 验证性实验）

一、实现顺序串的各种基本运算的算法

#include
#include
#define MaxSize 50


typedef struct{
	char data[MaxSize];
	int length;
}SqString;

//生成串
void StrAssign(SqString &s,char cstr[]){
	int i;
	for(i=0;cstr[i]!='\0';i++)
		s.data[i]=cstr[i];
	s.length=i;
} 

//销毁串
void DestroyStr(SqString &s){
} 

//串的复制
void StrCopy(SqString &s,SqString t){
	int i;
	for(i=0;i<t.length;i++)
		s.data[i]=t.data[i];
	s.length=t.length;
} 

//判断串相等
bool StrEqual(SqString s,SqString t){
	bool same=true;
	int i;
	if(s.length!=t.length) same=false;
	else{
		for(i=0;i<s.length;i++)
			if(s.data!=t.data){
				same=false;
				break;
			}
	}
	return same;
} 

//求串的长
int StrLength(SqString s){
	return s.length;
} 

//串的连接
SqString Concat(SqString s,SqString t){
	SqString str;
	int i;
	str.length=s.length+t.length;
	for(i=0;i<s.length;i++)
		str.data[i]=s.data[i];
	for(i=0;i<t.length;i++)
		str.data[i+s.length]=t.data[i];
	return str;
} 

//求子串
SqString SubStr(SqString s,int i,int j){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||j<0||i+j-1>s.length)
		return str;
	for(k=i-1;k<i+j-1;k++)
		str.data[k-i+1]=s.data[k];
	str.length=j;
	return str;
} 

//子串的插入
SqString InsStr(SqString s1,int i,SqString s2){
	int j;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s1.length+1)return str;
	for(j=0;j<i-1;j++) str.data[j]=s1.data[j];
	for(j=0;j<s2.length;j++) str.data[i+j-1]=s2.data[j]; 
	for(j=i-1;j<s1.length;j++) str.data[s2.length+j]=s1.data[j];
	str.length=s1.length+s2.length;
	return str; 
}

//子串的删除
SqString DelStr(SqString s,int i,int j){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||i+j-1>s.length)return str;
	for(k=0;k<i-1;k++) str.data[k]=s.data[k];
	for(k=j+i-1;k<s.length;k++) str.data[k-j]=s.data[k];
	str.length=s.length-j;
	return str; 
}

//子串的替换
SqString InsStr(SqString s,int i,int j,SqString t){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||i+j-1>s.length)return str;
	for(k=0;k<i-1;k++) str.data[k]=s.data[k];
	for(k=0;k<t.length;k++) str.data[i+k-1]=t.data[k]; 
	for(k=j+i-1;k<s.length;k++) str.data[k-j+t.length]=s.data[k];
	str.length=s.length-j+t.length;
	return str;	
} 

//输出串
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 main(){
	SqString s,s1;
	//建立串s,s1
	printf("1、建立串s,s1\n");
	char cstr[]={'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n'};
	char cstr1[]={'x','y','z'};
	StrAssign(s,cstr);
	StrAssign(s1,cstr1); 
	printf("\n");
	//输出串s
	printf("2、输出串s:");
	DispStr(s); 
	printf("\n");
	//输出串s的长度
	printf("3、输出串s的长度：");
	StrLength(s);
	printf("%d",StrLength(s));
	printf("\n");
	//在串s的第9个字符位置插入s1而产生s2
	printf("4、在串s的第9个字符位置插入s1而产生s2");
	SqString s2;
	s2=InsStr(s,9,s1);
	//输出s2
	printf("5、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n"); 
	//删除串s的第2个字符开始的5个字符而产生的s2
	printf("6、删除串s的第2个字符开始的5个字符而产生的s2"); 
	s2=DelStr(s,2,5);
	printf("\n");
	//输出s2
	printf("7、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n");
	//将串s的第二个字符开始的5个字符替换成s1而产生s2
	printf("8、将串s的第二个字符开始的5个字符替换成s1而产生s2"); 
	s2=InsStr(s,2,5,s1);
	printf("\n");
	//输出s2
	printf("9、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n");
	//提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3
	printf("10、提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3");
	SqString s3;
	s3=SubStr(s,2,10); 
	printf("\n");
	//输出串s3
	printf("11、输出串s3:");
	DispStr(s3); 
	printf("\n");
	//将串s1与s2连接起来产生串s4
	printf("12、将串s1与s2连接起来产生串s4"); 
	SqString s4;
	s4=Concat(s1,s2);
	printf("\n");
	//输出串s4
	printf("13、输出串s4:");
	DispStr(s4); 
	printf("\n");
	return 0;
}

结果：

二、实现链串的各种基本运算的算法

#include
#include


typedef struct snode{
	char data;
	struct snode *next;
}LinkStrNode;

//生成串
void StrAssign(LinkStrNode *&s,char cstr[]){
	int i;
	LinkStrNode *r,*p;
	s=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	r=s;
	for(i=0;cstr[i]!='\0';i++){
		p=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		p->data=cstr[i];
		r->next=p;
		r=p;
	}
	r->next=NULL;
} 

//销毁串
void DestroyStr(LinkStrNode *&s){
	LinkStrNode *pre=s,*p=s->next;
	while(p!=NULL){
		free(pre);
		pre=p;
		p=p->next;
	}
	free(pre);
} 

//串的复制
void StrCopy(LinkStrNode *&s,LinkStrNode *t){
	LinkStrNode *p=t->next,*q,*r;
	s=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	r=s;
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;
		r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL;
} 

//判断串相等
bool StrEqual(LinkStrNode *s,LinkStrNode *t){
	LinkStrNode *p=s->next,*q=t->next;
	while(p!=NULL&&q!=NULL&&p->data==q->data){
		p=p->next;
		q=q->next; 
	} 
	if(p==NULL&&q==NULL) return true;
	else return false;
} 

//求串的长
int StrLength(LinkStrNode *s){
	LinkStrNode *p=s->next;
	int count=0;
	while(p!=NULL){
		count++;
		p=p->next; 
	}
	return count; 
} 

//串的连接
LinkStrNode* Concat(LinkStrNode *s,LinkStrNode *t){
	LinkStrNode *str,*p=s->next,*q,*r;
	str=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	r=str;
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	p=t->next;
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL;
	return str;
} 

//求子串
LinkStrNode * SubStr(LinkStrNode *s,int i,int j){
	int k;
	LinkStrNode *str,*p=s->next,*q,*r;
	str=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	str->next=NULL; 
	r=str;
	if(i<=0||i>StrLength(s)||j<0||i+j-1>StrLength(s))
		return str;
	for(k=1;k<i;k++)
		p=p->next;
	for(k=1;k<=j;k++)
	{
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL;
	return str;
} 

//子串的插入
LinkStrNode * InsStr(LinkStrNode *s,int i,LinkStrNode *t){
	int k;
	LinkStrNode *str,*p=s->next,*p1=t->next,*q,*r;
	str=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	str->next=NULL; 
	r=str;
	if(i<=0||i>StrLength(s)+1)
		return str;
	for(k=1;k<i;k++){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	while(p1!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p1->data;
		r->next=q;r=q;
		p1=p1->next;
	}
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL; 
	return str; 
}

//子串的删除
LinkStrNode * DelStr(LinkStrNode *s,int i,int j){
	int k;
	LinkStrNode *str,*p=s->next,*q,*r;
	str=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	str->next=NULL; 
	r=str;
	if(i<=0||i>StrLength(s)||j<0||i+j-1>StrLength(s))
		return str;
	for(k=1;k<i;k++){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	for(k=0;k<j;k++) p=p->next;
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL; 
	return str; 
}

//子串的替换
LinkStrNode * InsStr(LinkStrNode *s,int i,int j,LinkStrNode *t){
	int k;
	LinkStrNode *str,*p=s->next,*p1=t->next,*q,*r;
	str=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
	str->next=NULL; 
	r=str;
	if(i<=0||i>StrLength(s)||j<0||i+j-1>StrLength(s))
		return str;
	for(k=0;k<i-1;k++){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	for(k=0;k<j;k++) p=p->next;
	while(p1!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p1->data;
		r->next=q;r=q;
		p1=p1->next;
	}
	while(p!=NULL){
		q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
		q->data=p->data;
		r->next=q;r=q;
		p=p->next;
	}
	r->next=NULL; 
	return str; 
} 

//输出串
void DispStr(LinkStrNode *s){
	LinkStrNode *p=s->next;
	while(p!=NULL){
		printf("%c",p->data);
		p=p->next;		
	}
	printf("\n");
} 

int main(){
	LinkStrNode *s,*s1;
	//建立串s,s1
	printf("1、建立串s,s1\n");
	char cstr[]={'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n'};
	char cstr1[]={'x','y','z'};
	StrAssign(s,cstr);
	StrAssign(s1,cstr1); 
	printf("\n");
	//输出串s
	printf("2、输出串s:");
	DispStr(s); 
	printf("\n");
	//输出串s的长度
	printf("3、输出串s的长度：");
	StrLength(s);
	printf("%d",StrLength(s));
	printf("\n");
	//在串s的第9个字符位置插入s1而产生s2
	printf("4、在串s的第9个字符位置插入s1而产生s2");
	LinkStrNode *s2;
	s2=InsStr(s,9,s1);
	//输出s2
	printf("5、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n"); 
	//删除串s的第2个字符开始的5个字符而产生的s2
	printf("6、删除串s的第2个字符开始的5个字符而产生的s2"); 
	s2=DelStr(s,2,5);
	printf("\n");
	//输出s2
	printf("7、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n");
	//将串s的第二个字符开始的5个字符替换成s1而产生s2
	printf("8、将串s的第二个字符开始的5个字符替换成s1而产生s2"); 
	s2=InsStr(s,2,5,s1);
	printf("\n");
	//输出s2
	printf("9、输出串s2:");
	DispStr(s2); 
	printf("\n");
	//提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3
	printf("10、提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3");
	LinkStrNode *s3;
	s3=SubStr(s,2,10); 
	printf("\n");
	//输出串s3
	printf("11、输出串s3:");
	DispStr(s3); 
	printf("\n");
	//将串s1与s2连接起来产生串s4
	printf("12、将串s1与s2连接起来产生串s4"); 
	LinkStrNode *s4;
	s4=Concat(s1,s2);
	printf("\n");
	//输出串s4
	printf("13、输出串s4:");
	DispStr(s4); 
	printf("\n");
	return 0;
}

截图：

三、实现顺序串的各种模式匹配算法

#include
#include
#define MaxSize 50


typedef struct{
	char data[MaxSize];
	int length;
}SqString;

//生成串
void StrAssign(SqString &s,char cstr[]){
	int i;
	for(i=0;cstr[i]!='\0';i++)
		s.data[i]=cstr[i];
	s.length=i;
} 

//销毁串
void DestroyStr(SqString &s){
} 

//串的复制
void StrCopy(SqString &s,SqString t){
	int i;
	for(i=0;i<t.length;i++)
		s.data[i]=t.data[i];
	s.length=t.length;
} 

//判断串相等
bool StrEqual(SqString s,SqString t){
	bool same=true;
	int i;
	if(s.length!=t.length) same=false;
	else{
		for(i=0;i<s.length;i++)
			if(s.data!=t.data){
				same=false;
				break;
			}
	}
	return same;
} 

//求串的长
int StrLength(SqString s){
	return s.length;
} 

//串的连接
SqString Concat(SqString s,SqString t){
	SqString str;
	int i;
	str.length=s.length+t.length;
	for(i=0;i<s.length;i++)
		str.data[i]=s.data[i];
	for(i=0;i<t.length;i++)
		str.data[i+s.length]=t.data[i];
	return str;
} 

//求子串
SqString SubStr(SqString s,int i,int j){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||j<0||i+j-1>s.length)
		return str;
	for(k=i-1;k<i+j-1;k++)
		str.data[k-i+1]=s.data[k];
	str.length=j;
	return str;
} 

//子串的插入
SqString InsStr(SqString s1,int i,SqString s2){
	int j;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s1.length+1)return str;
	for(j=0;j<i-1;j++) str.data[j]=s1.data[j];
	for(j=0;j<s2.length;j++) str.data[i+j-1]=s2.data[j]; 
	for(j=i-1;j<s1.length;j++) str.data[s2.length+j]=s1.data[j];
	str.length=s1.length+s2.length;
	return str; 
}

//子串的删除
SqString DelStr(SqString s,int i,int j){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||i+j-1>s.length)return str;
	for(k=0;k<i-1;k++) str.data[k]=s.data[k];
	for(k=j+i-1;k<s.length;k++) str.data[k-j]=s.data[k];
	str.length=s.length-j;
	return str; 
}

//子串的替换
SqString InsStr(SqString s,int i,int j,SqString t){
	int k;
	SqString str;
	str.length=0;
	if(i<=0||i>s.length||i+j-1>s.length)return str;
	for(k=0;k<i-1;k++) str.data[k]=s.data[k];
	for(k=0;k<t.length;k++) str.data[i+k-1]=t.data[k]; 
	for(k=j+i-1;k<s.length;k++) str.data[k-j+t.length]=s.data[k];
	str.length=s.length-j+t.length;
	return str;	
} 

//输出串
void DispStr(SqString s){
	int i;
	if(s.length>0){
		for(i=0;i<s.length;i++)
			printf("%c",s.data[i]);
		printf("\n");
	}
} 

//BF算法
int BF(SqString s,SqString t){
	int j=0,i=0;
	while(i<s.length && j<t.length){
		if(s.data[i]==t.data[j]){
			i++;j++;
		}else{
			i=i-j+1;j=0;
		}
	}
	if(j>=t.length)
		return(i-t.length);
	else return -1;
} 

//KMP算法
//求串t的next数组
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];
	}
}
//KMP
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;
}

//Nextval 
void GetNextval(SqString t,int nextval[]){
	int j,k;
	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];
	}
}

//KMP
int KMPIndex1(SqString s,SqString t){
	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(){
	SqString s,t;
	//建立串s,t
	printf("1、建立串s,t\n");
	char cstr[]={'a','b','c','a','b','c','d','a','b','c','d','e','a','b','c','d','e','f','a','b','c','d','e','f','g'};
	char cstr1[]={'a','b','c','d','e','a','b','c','d','e','f','a','b'};
	StrAssign(s,cstr);
	StrAssign(t,cstr1); 
	printf("\n");
	//输出串s
	printf("2、输出串s:");
	DispStr(s); 
	printf("\n");
	//输出串t
	printf("3、输出串t:");
	DispStr(t); 
	printf("\n");
	//t的next数组
	printf("t的next数组："); 
	int next[t.length];
	GetNext(t,next); 
	for(int i=0;i<t.length;i++)
		printf("%d\t",next[i]);
	printf("\n");
	//t的nextval数组
	printf("t的nextval数组："); 
	int nextval[t.length];
	GetNextval(t,nextval); 
	for(int i=0;i<t.length;i++)
		printf("%d\t",nextval[i]);
	printf("\n");
	//BF算法 
	KMPIndex(s,t);
	printf("%d\n",KMPIndex(s,t));
	KMPIndex1(s,t);
	printf("%d\n",KMPIndex1(s,t));	
	return 0;
}

结果：