数据结构---05---堆串---20205106009---郭睿玥

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/*郭睿玥第五次算法实验作业*/   /*实验原理      串的堆存储结构，与定长顺序串的存储结构类似，都是用一维数组地址连续的存储单元存储串  的字符序列，不同的是堆串的存储空间是在程序执行过程中动态分配的。      在系统中存在一个称为“堆”的自由存储区，每当建立一个新串时，可以通过动态分配函数从  这个空间中分配一块实际串所需的存储空间，来存储新的串值。只要空间能分配成功，则在操作的  过程中就不会发生“截断”的情况。C语言采用malloc()、free()等函数完成动态存储管理。 */   /*实验环境 CodeBlocks*/     /*实验目的 1. 了解顺序串的结构特点及有关概念； 2. 理解顺序串的存储结构； 3. 掌握顺序串的基本操作算法。 */       /*实验内容    建立顺序串，完成顺序串的基本操作：初始化、求串长、串赋值、串连接、求子串、串比较、字串定位、串插入、子串删除、串替换、串清空、串输出等。 */   #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #define MAXSIZE  100 typedef int Status;// 定义函数返回值类型 typedef char ElemType; // 定义每条数据的结构体类型 typedef  struct{//定义串    char  *stri;//若不是空串则按照串长度分配空间，否则为NULL    int  length;//串长 }string;//别名     Status insitstring(string * SS){//初始化     SS->stri =NULL;//空串不分配空间     SS->length = 0;//空串串长为0     return 1; }   Status lengthstring(string * SS)//求串长 {     return SS->length;//返回SS的元素个数，串长度包含在数据结构中因此直接返回即可 }   void StrAssign(string *SS,char str1[])//串赋值 {    int i,j;    if (SS->length)//如果不是空串则清空需要赋值的串      free(SS);    //清空操作    for(i=0;str1[i]!=NULL;i++)//循环查找所要赋值的字符数组，直到字符数组的某个元素为空,循环次数就是串长度     {         ;    }    SS->length=i;//串长度赋值    if(i){     SS->stri=(char*)malloc(SS->length*sizeof(char*));//根据串长度申请空间     if(!SS->stri)//如果分配失败则结束         exit(-1);//退出     for(j=0;j<SS->length;j++)//通过循环逐个元素赋值，j表示循环次数，也表示被赋值的元素下标     {         SS->stri[j]=str1[j];//赋值操作     }    }    else {//如果输入的字符数组不合理则重新输入     printf("请重新输入\n");//提示     char ch1[MAXSIZE];//新建数组     gets(ch1);//输入     StrAssign(SS,ch1);//递归调用赋值函数    }     return 0;//程序结束返回 }     void printstring(string T)//串输出 {     int i;     for(i=0;i<T.length;i++)//通过循环逐个元素输出，i表示循环次数，也表示被赋值的元素下标         printf("%c",T.stri[i]);//输出元素的值      printf("\n");//换行 }   Status constring(string *SS,string *S)//串连接 {    int i,j;    SS->stri=(char*)realloc(SS->stri,(SS->length+S->length )*sizeof(char));//根据需要连接的两个穿分配空间     if(!SS->stri)//如果分配失败则结束     {         printf("分配空间失败");//提示         exit(-1);//退出     }     else{//如果成功，则通过循环，按照顺序一个个把S的元素增加到SS内，i表示S下标，j表示SS下标         for(i=0,j=SS->length;i<S->length;i++,j++)//循环,一共执行S->length次             SS->stri[j]=S->stri[i];//赋值         SS->length+=S->length;//改变串长        }   return 1;//返回 }     Status comparestring(string * SS,string *S)//串比较 {     int i,j;     if(SS->length!=S->length)//首先比较串长，如果两个串的串长不一致比较无意义，故不进行比较     {         printf("两个串的长度不一致无法比较\n");//提示         return 5;//返回     }     for(i=0;i<SS->length;i++)//通过循环，按照顺序逐个比较知道找到第一个两个串不一样的元素     {         if(SS->stri[i]>S->stri[i])//如果SS的第i个元素大，则返回1             return 1;         if(SS->stri[i]<S->stri[i])//如果S的第i个元素大，则返回                 return -1;                                   //如果两个一样大则循环继续     }     return 0; }   void clearstring(string * SS)//串清空 {     if (SS->stri)//如果不是空串则清空需要赋值的串      free(SS);//清空操作     insitstring(SS);//调用初始化函数     printf("清空成功");//提示         return 0;//返回 }   Status emptystring(string * SS)//串判空 {     if (SS->length = 0) //空串的串长为0可以直接判断         return 0; //空串返回0     return 1;//非空串返回1 }   Status insertstring(string * SS,string * S,int pos)//串插入 {     if(pos < 0||pos-1>SS->length)//判断插入位置是否合法     {         printf("插入位置不正确\n");//提示         return 0;//由于插入的位置不合法故函数无法进行     }     int i=SS->length-1,j=i+S->length,k;     SS->stri=(char*)realloc(SS->stri,(SS->length+S->length )*sizeof(char));//根据需要连接的两个穿分配空间     if(!SS->stri)//如果分配失败则结束     {         printf("内存分配失败");//提示         exit(-1);//退出     }     for(k=0;k<SS->length-pos+1;i--,j--,k++)//通过循环，从后往前一直到要插入的位置的串元素依次后移         SS->stri[j]=SS->stri[i];//后移操作     for(i=0,j=pos-1;i<S->length;i++,j++)//通过循环，从要插入串的位置开始，依次赋值         SS->stri[j]=S->stri[i];//赋值     SS->length=SS->length+S->length;//改变串长     printf("插入后的串为");//提示     printstring(*SS);//调用输出函数输出插入后的串     return 0; }   Status findstring(string * substr,string  SS,int pos,int len)//截取子串 {     int i;     if(!substr->stri)//如果不是空串则清空串         free(substr->stri);//清空操作     else     {        substr->stri=(char*)malloc(len*sizeof(char));//为子串分配空间         if(!substr->stri)//如果分配失败则结束         {             printf("存储分配失败");//提示             exit(-1);//退出         }         for(i=0;i<len;i++)//通过循环，从需要截取子串的位置开始，按照参数中的len截取子串           substr->stri[i]=SS.stri[i+pos-1];//逐个元素截取        substr->length=len;//子串长度就是参数中的len         return 1;//返回     } }   Status searchsub(string * SS,string substr)//子串定位 {     int i=1,j=0,k;     do{         if(substr.stri[0]==SS->stri[j])//如果SS中存在子串则substr的第一个元素一定和ss的某个元素相等，如果相等往下比较，不相等ss后移         {             k=j+1;             while(i<substr.length)//通过循环判断串的第i+1到第i+1+substr.length个元素的值是不是都和substr串一致             {                  if(substr.stri[i]!=SS->stri[k])//如果当前元素和子串的元素不一致则跳出循环                    {                        i=1;//返回初始状态方便下一次判断                        j++;//j后移                        break;//跳出循环                     }                 else {//如果一直接着判断下一个元素                         i++;                         k++;                 }             }             if(i==substr.length)//判断是否进行完毕                         break;//循环结束         }        else                 j++;//如果SS中的第j个元素和子串中第0个元素不等则j后移       }while(j<SS->length);//循环条件       if(j==SS->length)//如果j能等于SS的串长则没有这个子串         {             printf("没有这个子串");//提示             return -1;//返回         }           printf("字串位于第%d\n",j+1);//输出子串位置         return j+1;//返回子串位置 }   void deletesub(string* SS,string substr,int pos)//子串删除 {     int i,len;     char *p;//定义一个指针     len=substr.length;     if(pos<0||len<0||pos+len-1>SS->length)//判断删除位置是否合法     {         printf("删除位置不正确\n");//提示         return 0;//由于删除的位置不合法故函数无法进行     }      p=(char*)malloc(SS->length-len);//根据需要删除的子串分配空间     if(!p)//如果分配失败则结束         exit(-1);//退出     for(i=0;i<pos-1;i++)//将串第pos位置之前的字符复制到p中         p[i]=SS->stri[i];     for(i = pos-1;i < SS->length-len;i++)//将串第pos+len位置以后的字符复制到p中        p[i] = SS->stri[i+len];//逐个元素复制     SS->length=SS->length-len;//修改串的长度     free(SS->stri);//释放原来的串S的内存空间     SS->stri=p;//将串的str指向p字符串     return 1;//返回 }   void repalcesub(string * SS,string substr,string*S)//串替换,用S替换串SS中的所有子串substr {     int i=0,j;     if(substr.length==0)//判断要替换的串是否是空串         return 0;//返回        do{//通过循环替换所有子串         i=searchsub(SS,substr);//通过调用定位函数找到子串位置         if(i==-1)//如果没有这个子串结束              return 0;//返回         insertstring(SS,S,i);//在找到的位置里插入要替换的子串         j=i+S->length;//j表示要被替换子串当前的位置         deletesub(SS,substr,j);//根据位置删除要被替换的子串         printf("现在s1为");//提示         printstring(*SS);//输出替换后的SS         }while(i!=-1); }   int main() {     char ch[MAXSIZE];     string S1,S2,sub;//建立两个串     int postion,length;//位置和长度     printf("请输入S1\n");//提示     gets(ch);//输入S1的串数据     insitstring(&S1);//初始化S1     StrAssign(&S1,ch);//用输入的字符数组为S1赋值     printf("请输入S2\n");//提示     gets(ch);//输入S2的串数据     insitstring(&S2);//初始化S2     StrAssign(&S2,ch);//用输入的字符数组为S1赋值     printf("s1为");//提示     printstring(S1);//输出S1     printf(",长度为%d\n",lengthstring(&S1));//输出S1长度     printf("s2为");//提示     printstring(S2);//输出S2     printf(",长度为%d\n",lengthstring(&S2));//输出S2长度     if(comparestring(&S1,&S2)==0)//通过比较函数的返回值比较S1，S2是否相等         printf("两者相等\n");//提示     if(comparestring(&S1,&S2)==1)//通过比较函数的返回值比较S1，S2是否相等         printf("s1大\n");//提示     if(comparestring(&S1,&S2)==-1)//通过比较函数的返回值比较S1，S2是否相等         printf("s2大\n");//提示                                   //有关插入的一系列操作     printf("请输入你想插入的位置\n");//提示     scanf("%d",&postion);//输入位置     insertstring(&S1,&S2,postion);//调用插入函数                                 //有关连接的一系列操作     constring(&S1,&S2);//调用连接函数     printf("连接后的子串为");//提示     printstring(S1);//输出S1     printf(",长度为%d\n",lengthstring(&S1));//输出S1现在长度                                //有关截取子串的一系列操作     printf("截取子串\n");//提示     printf("请输入截取子串的位置\n");//提示     scanf("%d",&postion);//输入要截取的起始位置     printf("请输出字串长度\n");//提示     scanf("%d",&length);//输入要截取的长度     while(postion<0||length<0||postion+length-1>S1.length)//判断截取的子串是否合法     {         printf("无法插入请重新输入\n");//提示         printf("请输入截取子串的位置\n");//提示         scanf("%d",postion);//重新输入位置         printf("请输出字串长度\n");//提示         scanf("%d",length);//重新输入长度     }     findstring(&S2,S1,postion,length);//调用截取子串函数     printf("该字串为");//提示     printstring(S2);                                //有关子串删除的一系列操作     printf("字串删除\n");//提示     printf("首先，字串定位\n");//提示     postion=searchsub(&S1,S2);//调用函数寻找第一个子串位置     deletesub(&S1,S2,postion);//根据刚才的位置删除子串     printf("现在s1为");//提示     printstring(S1);//输出现在的S1                                //有关子串替换的一系列操作     printf("把S1的子串替换为\n");//提示     gets(ch);//输入要替换的数据     insitstring(&sub);//初始化sub     StrAssign(&sub,ch);//赋值     printf("替换为\n");//提示     printstring(sub);//打印子串       repalcesub(&S1,S2,&sub);//调用替换子串函数       return 0; } /*实验结果   请输入S1 ILIKECHINA 请输入S2 CHINA s1为ILIKECHINA ,长度为10 s2为CHINA ,长度为5 两个串的长度不一致无法比较 两个串的长度不一致无法比较 两个串的长度不一致无法比较 请输入你想插入的位置 4 插入后的串为ILICHINAKECHINA 连接后的子串为ILICHINAKECHINACHINA ,长度为20 截取子串 请输入截取子串的位置 4 请输出字串长度 4 该字串为CHIN 字串删除 首先，字串定位 字串位于第4 现在s1为ILIAKECHINACHINA 把S1的子串替换为 请重新输入 abc 替换为 abc 字串位于第7 插入后的串为ILIAKEabcCHINACHINA 现在s1为ILIAKEabcACHINA 字串位于第11 插入后的串为ILIAKEabcAabcCHINA 现在s1为ILIAKEabcAabcA 没有这个子串 */