数据结构——定长串的实现

数据结构作业模板存档

#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()
// #include<iostream.h> // cout,cin
// 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 30 // 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

//串采用定长顺序存储结构的基本操作(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("
");
//    printf("
");
}

int main()
{
    char g='1';
    int i,j;
    Status k;
    char s,c[MAXSTRLEN+1];
    SString t,s1,s2;
    printf("请输入串s1: ");
    gets(c);
    k=StrAssign(s1,c);
    if(!k)
    {
        printf("串长超过MAXSTRLEN(=%d)
",MAXSTRLEN);
        exit(0);
    }
    printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)
",StrLength(s1),StrEmpty(s1));
    StrCopy(s2,s1);
    printf("拷贝s1生成的串为: ");
    StrPrint(s2);
    printf("请输入串s2: ");
    gets(c);
    k=StrAssign(s2,c);
    if(!k)
    {
        printf("串长超过MAXSTRLEN(%d)
",MAXSTRLEN);
        exit(0);
    }
    i=StrCompare(s1,s2);
    if(i<0)
        s='<';
    else if(i==0)
        s='=';
    else
        s='>';
    printf("串s1%c串s2
",s);
    k=Concat(t,s1,s2);
    printf("串s1联接串s2得到的串t为: ");
    StrPrint(t);
    if(k==FALSE)
        printf("串t有截断
");
    ClearString(s1);
    printf("清为空串后,串s1为: ");
    StrPrint(s1);
    printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)
",StrLength(s1),StrEmpty(s1));
    printf("求串t的子串,请输入子串的起始位置,子串长度: ");
    scanf("%d,%d",&i,&j);
    k=SubString(s2,t,i,j);
    if(k)
    {
        printf("子串s2为: ");
        StrPrint(s2);
    }
    printf("从串t的第pos个字符起,删除len个字符，请输入pos,len: ");
    scanf("%d,%d",&i,&j);
    StrDelete(t,i,j);
    printf("删除后的串t为: ");
    StrPrint(t);
    i=StrLength(s2)/2;
    StrInsert(s2,i,t);
    printf("在串s2的第%d个字符之前插入串t后,串s2为:
",i);
    StrPrint(s2);
    i=Index(s2,t,1);
    printf("s2的第%d个字母起和t第一次匹配
",i);
    SubString(t,s2,1,1);
    printf("串t为：");
    StrPrint(t);
    Concat(s1,t,t);
    printf("串s1为：");
    StrPrint(s1);
    Replace(s2,t,s1);
    printf("用串s1取代串s2中和串t相同的不重叠的串后,串s2为: ");
    StrPrint(s2);
    while(g!='0')scanf("%c",&g);
}