数据结构第四次上机第四章之BF和KMP算法（顺序串的各种模式匹配算法）

实验题3：实现顺序串的各种模式匹配算法（即BF和KMP算法）设计

内容：

编写一个程序，实现顺序串的各种模式匹配运算，并在此基础上完成如下功能：

（1）建立“abcabcdabcdeabcdefabcdefg”目标串s和“abcdeabcdefab”模式串t。

（2）采用简单匹配算法求t在s中的位置。

（3）由模式串t求出next值和nextval值。

（4）采用KMP算法求t在s中的位置。

（5）采用改进的KMP算法求t在s中的位置。

代码：

#include <stdio.h>
#define MaxSize 100    			//最多的字符个数
typedef struct
{
    char data[MaxSize];			//定义可容纳MaxSize个字符的空间
    int length;             	//标记当前实际串长
} SqString;
void StrAssign(SqString &s,char cstr[])	//s为引用型参数
{
    int i;
    for (i=0; cstr[i]!='\0'; i++)
        s.data[i]=cstr[i];
    s.length=i;
}
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 Index(SqString s,SqString t)		//简单匹配算法
{
    int i=0,j=0;
    while (i<s.length && j<t.length)
    {
        if (s.data[i]==t.data[j])	//继续匹配下一个字符
        {
            i++;					//主串和子串依次匹配下一个字符
            j++;
        }
        else						//主串、子串指针回溯重新开始下一次匹配
        {
            i=i-j+1;				//主串从下一个位置开始匹配
            j=0; 					//子串从头开始匹配
        }
    }
    if (j>=t.length)
        return(i-t.length);			//返回匹配的第一个字符的下标
    else
        return(-1);					//模式匹配不成功
}
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];
    }
}
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);
}
void GetNextval(SqString t,int nextval[])  //由模式串t求出nextval值
{
    int 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];
    }
}
int KMPIndex1(SqString s,SqString t)	//修正的KMP算法
{
    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()
{
    int j;
    int next[MaxSize],nextval[MaxSize];
    SqString s,t;
    StrAssign(s,"abcabcdabcdeabcdefabcdefg");
    StrAssign(t,"abcdeabcdefab");
    printf("(1).建立目标串s='abcabcdabcdeabcdefabcdefg'和模式串t='abcdeabcdefab'输出如下：\n");
    printf("    串s:");
    DispStr(s);
    printf("    串t:");
    DispStr(t);
    printf("(2).采用简单匹配算法t在s中的位置: \n");
    printf("    t在s中的位置=%d\n",Index(s,t));
    printf("(3).由模式串t求出next数组值和nextval数组值\n");
    GetNext(t,next);			//由模式串t求出next值
    GetNextval(t,nextval);		//由模式串t求出nextval值
    printf("    j   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",j);
    printf("\n");
    printf(" t[j]   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4c",t.data[j]);
    printf("\n");
    printf(" next   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",next[j]);
    printf("\n");
    printf(" nextval");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",nextval[j]);
    printf("\n");
    printf("(4).采用KMP算法求t在s中的位置:\n");
    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex(s,t));
    printf("(5).采用改进的KMP算法求t在s中的位置:\n");
    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex1(s,t));
    return 0;
}

数据结构第四次上机 第四章之BF和KMP算法（顺序串的各种模式匹配算法）

猜你喜欢

数据结构第四次上机第四章之BF和KMP算法（顺序串的各种模式匹配算法）