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编写一个程序实现模式串的各种模式匹配

2016-07-02 15:25 435 查看
/*
*Copyright (c) 2016, 烟台大学计算机学院
*All rights reserved.
*文件名称:main.cpp
*作者:张旺华
*完成日期: 2016 年 7 月 2 日
*版本号:v1.0
*问题描述:编写一个程序实现模式串的各种模式匹配
*
*/
#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("串s:");
DispStr(s);
printf("串t:");
DispStr(t);
printf("简单匹配算法:\n");
printf("  t在s中的位置=%d\n",Index(s,t));
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("KMP算法:\n");
printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex(s,t));
printf("改进的KMP算法:\n");
printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex1(s,t));
return 0;
}

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