C语言数据结构——串的堆分配

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

#define OK 1
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1

typedef int Status;

typedef struct
{
char *ch; // 若是非空串，则按串长分配存储区；否则ch为NULL
int length; // 串长度
}HString;

#define DestroyString ClearString // DestroyString()与ClearString()作用相同
void StrAssign(HString &T,char *chars)
{ // 生成一个其值等于串常量chars的串T(见图4.5)
int i,j;
if(T.ch)
free(T.ch); // 释放T原有空间
i=strlen(chars); // 求chars的长度i
if(!i)
{ // chars的长度为0
T.ch=NULL;
T.length=0;
}
else
{ // chars的长度不为0
T.ch=(char*)malloc(i*sizeof(char)); // 分配串空间
if(!T.ch) // 分配串空间失败
exit(OVERFLOW);
for(j=0;j<i;j++) // 拷贝串
T.ch[j]=chars[j];
T.length=i;
}
}
void StrCopy(HString &T,HString S)
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：由串S复制得串T
int i;
if(T.ch)
free(T.ch); // 释放T原有空间
T.ch=(char*)malloc(S.length*sizeof(char)); // 分配串空间
if(!T.ch) // 分配串空间失败
exit(OVERFLOW);
for(i=0;i<S.length;i++) // 拷贝串
T.ch[i]=S.ch[i];
T.length=S.length;
}
Status StrEmpty(HString S)
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：若S为空串，则返回TRUE；否则返回FALSE
if(S.length==0&&S.ch==NULL)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
int StrCompare(HString S,HString T)
{ // 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 i;
for(i=0;i<S.length&&i<T.length;++i)
if(S.ch[i]!=T.ch[i])
return S.ch[i]-T.ch[i];
return S.length-T.length;
}
int StrLength(HString S)
{ // 返回S的元素个数，称为串的长度
return S.length;
}
void ClearString(HString &S)
{ // 将S清为空串(见图4.6)
free(S.ch);
S.ch=NULL;
S.length=0;
}
void Concat(HString &T,HString S1,HString S2)
{ // 用T返回由S1和S2联接而成的新串
int i;
if(T.ch)
free(T.ch); // 释放旧空间
T.length=S1.length+S2.length;
T.ch=(char *)malloc(T.length*sizeof(char));
if(!T.ch)
exit(OVERFLOW);
for(i=0;i<S1.length;i++)
T.ch[i]=S1.ch[i];
for(i=0;i<S2.length;i++)
T.ch[S1.length+i]=S2.ch[i];
}
Status SubString(HString &Sub, HString S,int pos,int len)
{ // 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。
// 其中,1≤pos≤StrLength(S)且0≤len≤StrLength(S)-pos+1
int i;
if(pos<1||pos>S.length||len<0||len>S.length-pos+1)
return ERROR;
if(Sub.ch)
free(Sub.ch); // 释放旧空间
if(!len) // 空子串
{
Sub.ch=NULL;
Sub.length=0;
}
else
{ // 完整子串
Sub.ch=(char*)malloc(len*sizeof(char));
if(!Sub.ch)
exit(OVERFLOW);
for(i=0;i<=len-1;i++)
Sub.ch[i]=S.ch[pos-1+i];
Sub.length=len;
}
return OK;
}
void InitString(HString &T)
{ // 初始化(产生空串)字符串T。另加
T.length=0;
T.ch=NULL;
}
int Index(HString S,HString T,int pos) // 算法4.1
{ // 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 n,m,i;
HString sub;
InitString(sub);
if(pos>0)
{
n=StrLength(S);
m=StrLength(T);
i=pos;
while(i<=n-m+1)
{
SubString(sub,S,i,m);
if(StrCompare(sub,T)!=0)
++i;
else
return i;
}
}
return 0;
}
Status StrInsert(HString &S,int pos,HString T) // 算法4.4
{ // 1≤pos≤StrLength(S)+1。在串S的第pos个字符之前插入串T
int i;
if(pos<1||pos>S.length+1) // pos不合法
return ERROR;
if(T.length) // T非空，则重新分配空间，插入T
{
S.ch=(char*)realloc(S.ch,(S.length+T.length)*sizeof(char));
if(!S.ch)
exit(OVERFLOW);
for(i=S.length-1;i>=pos-1;--i) // 为插入T而腾出位置
S.ch[i+T.length]=S.ch[i];
for(i=0;i<T.length;i++)
S.ch[pos-1+i]=T.ch[i]; // 插入T
S.length+=T.length;
}
return OK;
}
Status StrDelete(HString &S,int pos,int len)
{ // 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串
int i;
if(S.length<pos+len-1)
return ERROR;
for(i=pos-1;i<=S.length-len;i++)
S.ch[i]=S.ch[i+len];
S.length-=len;
S.ch=(char*)realloc(S.ch,S.length*sizeof(char));
return OK;
}
Status Replace(HString &S,HString T,HString V) // 此函数与串的存储结构无关
{ // 初始条件：串S，T和V存在，T是非空串
// 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
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;
}
void StrPrint(HString T)
{ // 输出T字符串。另加
int i;
for(i=0;i<T.length;i++)
printf("%c",T.ch[i]);
printf("\n");
}

int main()
{
int i;
char c,*p="God bye!",*q="God luck!";
HString t,s,r;
InitString(t); // HString类型必须初始化
InitString(s);
InitString(r);
StrAssign(t,p);
printf("串t为");
StrPrint(t);
printf("串长为%d 串空否？%d(1:空0:否)\n",StrLength(t),StrEmpty(t));
StrAssign(s,q);
printf("串s为");
StrPrint(s);
i=StrCompare(s,t);
if(i<0)
c='<';
else if(i==0)
c='=';
else
c='>';
printf("串s%c串t\n",c);
Concat(r,t,s);
printf("串t联接串s产生的串r为");
StrPrint(r);
StrAssign(s,"oo");
printf("串s为");
StrPrint(s);
StrAssign(t,"o");
printf("串t为");
StrPrint(t);
Replace(r,t,s);
printf("把串r中和串t相同的子串用串s代替后，串r为");
StrPrint(r);
ClearString(s);
printf("串s清空后，串长为%d 空否？%d(1:空0:否)\n",StrLength(s),StrEmpty(s));
SubString(s,r,6,4);
printf("串s为从串r的第6个字符起的4个字符，长度为%d 串s为",s.length);
StrPrint(s);
StrCopy(t,r);
printf("复制串t为串r,串t为");
StrPrint(t);
StrInsert(t,6,s);
printf("在串t的第6个字符前插入串s后，串t为");
StrPrint(t);
StrDelete(t,1,5);
printf("从串t的第1个字符起删除5个字符后,串t为");
StrPrint(t);
printf("%d是从串t的第1个字符起，和串s相同的第1个子串的位置\n",Index(t,s,1));
printf("%d是从串t的第2个字符起，和串s相同的第1个子串的位置\n",Index(t,s,2));
DestroyString(t); // 销毁操作同清空
}