《数据结构》串匹配

 

 

 

/*******************************************************************************
/* <PRE>
/* 版权所有    : -
/* 模块名      : 串
/* 文件名      : string.cpp
/* 功能描述    : 串的模式匹配
/* 作者        : <xxx>
/* 版本        : 1.0
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 备注        : -
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 修改记录    :
/* 日 期        版本     修改人        修改内容
/* 2011/01/01   1.0      <xxx>         创建
/* </PRE>
*******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>

/******************************************************************************
/* 数据结构声明
/******************************************************************************/
/* 串的定长顺序存储表示 */
#define MAXSTRLEN 255   /* 用户可以在255以内定义最大串长 */
typedef unsigned char SString[MAXSTRLEN + 1];  /* 0号单元存放串的长度 */

/******************************************************************************
/* 函数原型声明
/******************************************************************************/
void get_next(SString T, int next[]);
void get_nextval(SString T, int nextval[]);

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : Index
/* 功能     : 求子串位置
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 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)
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
int Index(SString S, SString T, int pos) {
    int i = pos; int j = 1;
    while (i <= S[0] && j <= T[0]) {
        if (S[i] == T[j]) {++i;  ++j;} //继续比较后继字符
        else {i = i - j + 2;  j = 1;}  //指针后退重新开始匹配
    }
    if (j > T[0]) return i - T[0];
    else return 0;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : Index_KMP_1
/* 功能     : 求子串位置的KMP算法1
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 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)
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
int Index_KMP_1(SString S, SString T, int pos) {
    int i = pos; int j = 1;
    int *next = (int *)malloc((T[0] + 1) * sizeof(int));
    get_next(T, next);
    while (i <= S[0] && j <= T[0]) {
        if (j == 0 || S[i] == T[j]) {++i;  ++j;} //继续比较后继字符
        else j = next[j];                        //模式串向右移动
    }
    free(next);
    if (j > T[0]) return i - T[0];               //匹配成功
    else return 0;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : get_next
/* 功能     : 求next函数值
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 求模式串T的next函数值, 并存入数组next
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void get_next(SString T, int next[]) {
    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];
    }
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : Index_KMP_2
/* 功能     : 求子串位置的KMP算法2
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 利用模式串T的nextval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)
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
int Index_KMP_2(SString S, SString T, int pos) {
    int i = pos; int j = 1;
    int *nextval = (int *)malloc((T[0] + 1) * sizeof(int));
    get_nextval(T, nextval);
    while (i <= S[0] && j <= T[0]) {
        if (j == 0 || S[i] == T[j]) {++i;  ++j;}    //继续比较后继字符
        else j = nextval[j];                        //模式串向右移动
    }
    free(nextval);
    if (j > T[0]) return i - T[0];                  //匹配成功
    else return 0;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : get_nextval
/* 功能     : 求nextval函数值
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 求模式串T的next函数值修正值并存入数组nextval
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void get_nextval(SString T, int nextval[]) {
    int i = 1;   nextval[1] = 0;  int j = 0;    
    while (i < T[0]) {
        if (j == 0 || T[i] == T[j]) {
            ++i;  ++j; 
            if (T[i] != T[j]) nextval[i] = j;
            else nextval[i] = nextval[j];
        }
        else j = nextval[j];
    }
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : main
/* 功能     : 测试函数
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void main()
{
    SString S, T;
    S[0] = strlen("ababcabcacbab");
    T[0] = strlen("abcac");
    strcpy((char *)&S[1], "ababcabcacbab");
    strcpy((char *)&T[1], "abcac");

    printf("Index: %d\n", Index(S, T, 1));
    printf("Index_KMP_1: %d\n", Index_KMP_1(S, T, 1));
    printf("Index_KMP_2: %d\n", Index_KMP_2(S, T, 1));
}

 

【参考】

• 一个简单的动画演示