串的数据结构的C语言实现

#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 40 /* 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;
}
}

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

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

/* 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 StrCompare(String S,String T)
{
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];
}

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

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

/* 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 */
Status Concat(String T,String S1,String S2)
{
int i;
if(S1[0]+S2[0]<=MAXSIZE)
{ /* 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<=MAXSIZE-S1[0];i++)
T[S1[0]+i]=S2[i];
T[0]=MAXSIZE;
return FALSE;
}
}

/* 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。 */
Status SubString(String Sub,String S,int pos,int len)
{
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;
}

/* 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。 */
/* 其中,T非空,1≤pos≤StrLength(S)。 */
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;
}

/* T为非空串。若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串， */
/* 则返回第一个这样的子串在S中的位置，否则返回0 */
int Index2(String S, String T, int pos)
{
int n,m,i;
String sub;
if (pos > 0)
{
n = StrLength(S); /* 得到主串S的长度 */
m = StrLength(T); /* 得到子串T的长度 */
i = pos;
while (i <= n-m+1)
{
SubString (sub, S, i, m); /* 取主串中第i个位置长度与T相等的子串给sub */
if (StrCompare(sub,T) != 0) /* 如果两串不相等 */
++i;
else /* 如果两串相等 */
return i; /* 则返回i值 */
}
}
return 0; /* 若无子串与T相等，返回0 */
}

/* 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 */
Status StrInsert(String S,int pos,String T)
{
int i;
if(pos<1||pos>S[0]+1)
return ERROR;
if(S[0]+T[0]<=MAXSIZE)
{ /* 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=MAXSIZE;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]=MAXSIZE;
return FALSE;
}
}

/* 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 */
Status StrDelete(String S,int pos,int len)
{
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;
}

/* 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 */
Status Replace(String S,String T,String V)
{
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;
}

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

int main()
{

int i,j;
Status k;
char s;
String t,s1,s2;
printf("请输入串s1: ");

k=StrAssign(s1,"abcd");
if(!k)
{
printf("串长超过MAXSIZE(=%d) ",MAXSIZE);
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: ");

k=StrAssign(s2,"efghijk");
if(!k)
{
printf("串长超过MAXSIZE(%d) ",MAXSIZE);
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: ");

i=2;
j=3;
printf("%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: ");

i=4;
j=2;
printf("%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);

return 0;
}