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数据结构(C实现)------- 串
字符串(简称串),可以将其看作是种特殊的线性表,其特殊性在于线性表的数据元素的类型总是字符性,字符串的数据对象红豆为字符集。
串是由0个或多个字符组成的有限序列。一般记作:s = "s1 s2 s3 .... sn",,其中,s是串名,用双引号括起来的字符序列称为串的值,si(1<=i <= n)称为串的元素,可以是字母,数字或其他字符,是构成串的基本单位,字符的个数n称为串的长度.
串中的几个术语:
1. 空串: 由0个字符组成的串称为空串,空串不包含任何字符,其长度为0。
2. 子串: 串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串,空串是任何串的子串。
3. 主串: 包含子串的串相应的称为主串。
4. 子串在主串的位置:通常称字符在序列中的序号为该字符在串的位置,子串在主串中的位置则以子串的第一个字符在主串中的位置来表示。
5. 两串相等:当且仅当两个串的长度相等,并且各个对应位置的字符都相等时才相等。
串的表示:
1. 串的顺序存储表示:
串的顺序存储结构简称为顺序串,顺序串中的字符序列被顺序地存放在一组连续的存储单元中,主要有三种实现顺序串的方式,分别如下:
(1) 定长字符数组
在串的顺序存储结构中,按照预定义的大小,为每个定义的串变量分配一个固定大小的存储区,描述如下:
//定长字符数组描述 #define MAXSIZE 100 typedef char SString[MAXSIZE];
(2) 带串长的字符数组
//带串长的字符数组 #define MAXSIZE 100 typedef struct{ char ch[MAXSIZE]; int length; }SqString;
(3) 串的堆分配(即动态数组)存储描述
//串的堆分配存储描述 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;
2.串的链式存储表示:
和线性表的链式存储结构相类似,也可以采用链表方法存储串值,有以下两个方法:
(1)串的链式结构类型描述:
//串的链式存储结构描述 typedef struct node{ char str; struct node *next; }CNode,*LinkString;
(2)串的块链存储类型描述:
//串的块链结构类型描述 #define NODESIZE 3 typedef struct node{ char ch[NODESIZE]; struct node *next; }SNode,*LinkStr; LinkStr head;
3.串的索引存储表示:
串也可以用索引的方式来表示,有以下两种方法:
(1)串的带长度的索引表:
//带长度的索引表 #define MAXSIZE 100 typedef struct{ char name[MAXSIZE]; int length; char *startadr; }LSNode;
(2) 串的带末指针的索引表:
//串的带末指针的索引表 #define MAXSIZE 100 typedef struct{ char name[MAXSIZE]; int length; char *startadr; char *endadr; }ENode;
以上介绍了三种存储结构来表示串,每一种存储结构又可以用几种不同的方式来描述串,那么,串的实现方法相应的也有多种,但不管有多少种,串的基本操作原理不变,变的只是处理的方式,所以也没有必要将所有方式都学会,只要会一种即可,这里就实现其中最常用动态数组来描述串,并以此种方式来实现口串的各种操作。
基本操作:
这里所有的基本操作都是建立在上述的用动态数组,即堆结构来描述串的前提下的,直接给出代码,里面有注释。
//串的堆分配存储描述 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; //初始化一个空的顺序串 void Str_Init(HString *S){ S->ch = NULL; S->length = 0; } //清空顺序串 void Str_Clear(HString *S){ if(S->ch){ free(S->ch); Str_Init(S); } } //判断顺序串是否为空 int Str_IsEmpty(HString *S){ return S->length == 0; } //求取串的长度 int Str_GetLength(HString *S){ return S->length; } //顺序串的赋值 void Str_Assign(HString *S,char *chars){ int i = 0,j; char *c = chars; //先清空顺序串S Str_Clear(S); //求得赋值串的长度 while(*c){ i++; c++; } //如果赋值串的长度大于0,则进行赋值 if(i > 0){ S->ch = (char*)malloc(3*sizeof(char)); for(j = 0;j < i;j++){ S->ch[j] = chars[j]; } S->length = i; } } //顺序串的复制,将T复制到S void Str_Copy(HString *S,HString *T){ int i; //先清空顺序串S Str_Clear(S); S->length = T->length; if(S->length){ S->ch = (char *)malloc(sizeof(char)*S->length); for(i = 0;i < S->length;i++) S->ch[i] = T->ch[i]; } } //顺序串的连接,将T连接到S后 void Str_Concat(HString *S,HString *T){ //临时存放S串 HString temp; int i,j; Str_Init(&temp); Str_Assign(&temp,S->ch); //清空S Str_Clear(S); //重新为S分配空间 S->length = temp.length + T->length; S->ch = (char*)malloc(sizeof(char) * S->length); //分别将temp和T依次赋值给S for(i = 0;i < temp.length;i++) S->ch[i] = temp.ch[i]; for(j = 0; j < T->length;j++) S->ch[i++] = T->ch[j]; //将temp释放掉 free(temp.ch); } //顺序串的比较,如果S>T,返回大于0的值,小于,则返回小于0的值 int Str_Compare(HString *S,HString *T){ 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; } //求子串并用Sub返回 void Str_GetSub(HString *S,int pos,int len,HString *Sub){ int i; //判断位置和长度的合法性 if(pos < 1 || pos > S->length || len < 0 || len > S->length - pos + 1){ printf("子串的位置或长度不合法!\n"); exit(-1); } else{ Str_Clear(Sub); if(len){ Sub->ch = (char *)malloc(len * sizeof(char)); for(i = 0;i < len;i++) Sub->ch[i] = S->ch[pos + i -1]; Sub->length = len; } } } //在顺序串中找出给定子串给定位置后出现的第一个的位置 int Str_GetSubIndex(HString *S,HString *Sub,int pos){ int i,j; //先判断位置的合法性 if(pos < 1 || pos > S->length){ printf("位置不合法!\n"); exit(-1); } if(Str_IsEmpty(S)){ printf("顺序串为空!\n"); return -1; } if(Str_IsEmpty(Sub)){ printf("给定子串为空,空串为任何串的子串!\n"); return 0; } for(i = pos - 1; i < S->length - Sub->length + 1;i++){ for(j = 0; j < Sub->length;j++) if(S->ch[i+j] != Sub->ch[j]) break; // 如果找到子串,则j= sub->length if(j == Sub->length) return i + 1; } //如果找不对,则返回-1; return -1; } //顺序串中插入子串 void Str_Insert(HString *S,int pos,HString *T){ int i; HString temp; if(pos < 1 || pos > S->length){ printf("位置不合法!\n"); exit(-1); } if(Str_IsEmpty(T)){ printf("子串为空!\n"); exit(0); } Str_Init(&temp); temp.length = S->length + T->length; printf("%d\n",temp.length); temp.ch = (char *)malloc(sizeof(char)*temp.length); for(i = 0 ;i < pos ;i++) temp.ch[i] = S->ch[i]; for(; i < pos + T->length;i++) temp.ch[i] = T->ch[i - pos]; for(;i < temp.length;i++) temp.ch[i] = S->ch[i - T->length]; //将串S 清空,并将串temp赋值给S Str_Clear(S); S->ch = temp.ch; S->length = temp.length; } //在顺序串删除子串 void Str_DeleteSub(HString *S,int pos,int len){ int i; HString temp; //判断位置和长度的合法性 if(pos < 1 || pos > S->length || len < 0 || len > S->length - pos + 1){ printf("子串的位置或长度不合法!\n"); exit(-1); } if(Str_IsEmpty(S)){ printf("顺序串为空!\n"); exit(0); } Str_Init(&temp); temp.length = S->length - len; temp.ch = (char *)malloc(sizeof(char)*temp.length); for(i = 0 ;i < pos - 1; i++) temp.ch[i] = S->ch[i]; for(;i < temp.length;i++) temp.ch[i] = S->ch[i+len]; //将串S清空,并将串temp赋值给S Str_Clear(S); S->ch = temp.ch; S->length = temp.length; } //打印顺序串 void Str_Print(HString *S){ int i = 0; if(Str_IsEmpty(S)){ printf("顺序串为空!\n"); exit(0); } else printf("%s\n",S->ch); }
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