数据结构课程设计文章编辑集合运算.docx

1、数据结构课程设计文章编辑集合运算学 号 成都理工大学数据结构课程设计设计说明书题目文章编辑 集合运算起止日期： 学生姓名班级成绩指导教师(签字) 计算机科学与技术系 文章编辑一、 需求分析1. 问题描述输入一页文字，程序可以统计出文字、数字、空格的个数。2. 基本要求静态存储一页文章，每行最多不超过80个字符，共N行，要求：（1）分别统计出其中英文字母数和空格数及整篇文章总字数；（2）统计某一字符串在文章中出现的次数，并输出该次数；（3）删除某一子串，并将后面的字符前移。存储结构使用线性表，分别用几个子函数实现相应的功能。输入数据的形式和范围：可以输入大写、小写的英文字母、任何数字及标点符号。

2、输出形式：（1）分行输出用户输入的各行字符；（2）分4行输出全部字母数、数字个数、空格个数、文章总字数（3）输出删除某一字符串后的文章；3. 需求分析（1）将文本转换为链表储存。（2）统计各个字符数量。（3）能够将该链表打印出来，并且执行删除某一节点的操作。（4）查找并匹配字符串，并得到对应的位置。4. 开发环境系统环境：Microsoft Windows10 专业版开发环境：Microsoft Visual Studio 2015开发平台：Win64开发语言：C+编译器：Intel Parallel Studio XE 2013硬件环境：（1） CPU：Intel Core i7-4710M

3、Q（2） 内存：16GB（3） 显示卡：NVIDIA GeForce GTX960M二、 概要设计1. 流程图2. 结构体构造本程序采用的数据结构是单链表形式，在每个节点中存储一个字符，用指针的方式连接，形成链表，通过遍历的方式来打印和搜寻所需的字符。3. 设计思想本程序旨在处理文字，重点即是先将文本转化为链表存储，然后用对应的函数遍历链表，得出字符的数值。使用KMP算法查找对应的字符串，并使用删除节点的方式完成字符串的删除操作。三、 详细设计1. 结构体构造/ 构造存储字符的结构体 typedef struct listNode char word; struct listNode *nex

4、t; wordList, *list;/ 构造储存字符数量的结构体typedef struct int alpha; int digit; int blank; int sum; numStruct, *numNode;/ 构造储存字符位置的结构体typedef struct posNode int pos; struct posNode *next; posStruct, *posList;2. 函数构造/ 线性链表初始化函数：链表头指针int wordList_init( list *res);/ 存储结构初始化函数：结构指针int numNode_init( numNode *num);

5、/ 字符位置链表初始化函数：结构指针int posNode_init( posList *posP);/ 字符位置链表增加与储存函数：头指针，插入字符int posNode_add( posList *posP, int posNum);/ 链表增加与储存函数：头指针，插入字符int wordList_add( list *res, char letter);/ 文本转换链表函数，同时计算文本中的字符类别和数量：链表头指针，结构体指针int text_transform( list *res, numNode *num);/ 删除链表的某一节点：该节点的前一个节点的指针int wordList

6、_delete( list *now);/ 链表打印：头指针void wordList_print( list *res);/ 计算next数组的值：void nextArray_make( char strFind, int next);/ KMP算法：int KMP( char strRes, char strFind, int next);/ KMP统计出现次数int stringRepeat_count( char strRes, char strFind, posList *posL);/ 字符串查询：链表头指针，结构void string_search( list *res, nu

7、mNode *num);/ 字符串删除函数：链表头指针，结构void string_delete( list *res, numNode *num);/ 菜单函数void menu();3. 重点函数分析在这个程序当中，个人认为最重要的部分就是KMP算法的实现，这个算法的搜索速度极其快速，但是因为不太容易理解，所以实现上有些困难。KMP算法相对于普通的搜索算法，最大的优势就是使用了一个next数组来帮助算法程序跳转，通过减少比对时间来优化效率。这个算法的核心也就是是next数组的求法。Next数组保证每一次比对完成以后向后跳转的具体位置。而KMP算法的核心即是计算字符串string，每一个位置

8、之前的字符串的前面部分和后部分的公共部分的最大长度（不包括字符串本身，否则最大长度始终是字符串本身）。这样构造的算法可以在最大程度上向后跳转节约时间。四、 调试与测试在调试本程序时，为了保证输入输出的值的正确，基本思路是在每个函数写好以后对该函数的效果进行测试，保证该函数能正常运行并得出对应正确的结果，并且对可能会影响到的指针的值进行处理，保证程序的健壮性。如果程序出现了致命的错误，我就会打开断点调试功能筛查是哪个地方出了问题，然后进行修改。五、 执行结果本程序所需要的文章以文本形式放在程序同目录下的input_text.txt内。打开程序时会自动加载转换本文本，并且不会对原文本进行更改。以下

9、是演示图片。六、 源代码#include #include #include / 构造存储字符的结构体 typedef struct listNode char word; struct listNode *next; wordList, *list;/ 构造储存字符数量的结构体typedef struct int alpha; int digit; int blank; int sum; numStruct, *numNode;/ 构造储存字符位置的结构体typedef struct posNode int pos; struct posNode *next; posStruct, *pos

10、List;/ 线性链表初始化函数：链表头指针int wordList_init( list *res);/ 存储结构初始化函数：结构指针int numNode_init( numNode *num);/ 字符位置链表初始化函数：结构指针int posNode_init( posList *posP);/ 字符位置链表增加与储存函数：头指针，插入字符int posNode_add( posList *posP, int posNum);/ 链表增加与储存函数：头指针，插入字符int wordList_add( list *res, char letter);/ 文本转换链表函数，同时计算文本中的

11、字符类别和数量：链表头指针，结构体指针int text_transform( list *res, numNode *num);/ 删除链表的某一节点：该节点的前一个节点的指针int wordList_delete( list *now);/ 链表打印：头指针void wordList_print( list *res);/ 计算next数组的值：void nextArray_make( char strFind, int next);/ KMP算法：int KMP( char strRes, char strFind, int next);/ KMP统计出现次数int stringRepea

12、t_count( char strRes, char strFind, posList *posL);/ 字符串查询：链表头指针，结构void string_search( list *res, numNode *num);/ 字符串删除函数：链表头指针，结构void string_delete( list *res, numNode *num);/ 菜单函数void menu();/ 主函数int main (void) menu(); return 0;/ 线性链表初始化函数：链表头指针int wordList_init( list *res) (*res) = (list)malloc(

13、sizeof(wordList); if( (*res) ) (*res)-next = NULL; (*res)-word = ; return 1; else printf(空间分配失败，请重试。n); return 0; / 存储结构初始化函数：结构指针int numNode_init( numNode *num) (*num) = (numNode)malloc(sizeof(numStruct); if( (*num) ) (*num)-alpha = 0; (*num)-digit = 0; (*num)-blank = 0; (*num)-sum = 0; return 1; e

14、lse printf(空间分配失败，请重试。n); return 0; / 字符位置链表初始化函数：结构指针int posNode_init( posList *posP) (*posP) = (posList)malloc(sizeof(posStruct); if (*posP) (*posP)-next = NULL; (*posP)-pos = 0; else return 0; / 字符位置链表增加与储存函数：头指针，插入字符int posNode_add( posList *posP, int posNum) while (*posP)-next) (*posP) = (*posP

15、)-next; / 分配空间 (*posP)-next = (posList)malloc(sizeof(posStruct); if (*posP)-next) (*posP) = (*posP)-next; (*posP)-next = NULL; (*posP)-pos = posNum; return 1; else printf(空间分配失败，请重试。n); return 0; / 链表增加与储存函数：头指针，插入字符int wordList_add( list *res, char letter) while (*res)-next) (*res) = (*res)-next; /

16、 分配空间 (*res)-next = (list)malloc(sizeof(wordList); if (*res)-next) (*res) = (*res)-next; (*res)-next = NULL; (*res)-word = letter; return 1; else printf(空间分配失败，请重试。n); return 0; / 文本转换链表函数，同时计算文本中的字符类别和数量：链表头指针，结构体指针int text_transform( list *res, numNode *num) / 文件操作，打开文件 FILE *fp; fp = fopen( input

17、_text.txt, r); char letter; / 初始化链表 wordList_init( &(*res); numNode_init( &(*num); / 重新声明变量，操作resNow来构建链表 list resNow = (*res); / 循环将文本读入线性表中 while( (letter = getc(fp) != EOF) wordList_add( &resNow, letter); if( isalpha( letter) ) (*num)-alpha+; /求字母数 else if( isdigit( letter) (*num)-digit+; /求数字个数

18、else if( letter = ) (*num)-blank+; /求空格数 (*num)-sum+; / 关闭文件 fclose(fp);/ 删除链表的某一节点：该节点的前一个节点的指针int wordList_delete( list *now) list temp = (*now)-next; (*now)-next = temp-next; free(temp); return 1;/ 链表打印：头指针void wordList_print( list *res) list temp = (*res); while( temp-next ) temp = temp-next; pr

19、intf(%c,temp-word); / 计算next数组的值：void nextArray_make( char strFind, int next) int i,j; int len = strlen(strFind); next0 = -1; /next0放上-1 i = 0; /指向字符串每个字符的指针 j = -1; while( i len )/没有到达结尾的话 if( j = -1 | strFindi = strFindj)/如果是第一个字符或遇到相同的字符 i+; j+; nexti = j; else j = nextj; / for( i = 0; i len; i+)

20、/输出next值 / printf(%d,nexti); / / KMP算法：int KMP( char strRes, char strFind, int next) int i, j; i = j = 0; int lenRes = strlen(strRes); int lenFind = strlen(strFind); while( i lenRes & j lenFind ) int nextlenTemp; nextArray_make( strFind, next); int pos = KMP( strTemp, strFind, next); if(pos = -1) br

21、eak; else strTemp = &(strTemppos+lenFind); lenTemp = strlen(strTemp); repeatCount+; posCount += (pos + lenFind); printf(n第 %d 在第 %d 个位置出现。n, repeatCount, posCount); posNode_add( &tempPOS, posCount); return repeatCount;/ 字符串查询：链表头指针，结构void string_search( list *res, numNode *num) printf(n请输入您想要查找的字符串：

22、n); / 获得最大长度为文本文件大小的字符串数组 char strFind(*num)-sum; scanf(%s,&strFind); / 将链表转换为数组处理 char strRes(*num)-sum; list temp = (*res); int i = 0; while( temp-next ) temp = temp-next; strResi = temp-word; i+; posList pos; posNode_init( &pos); int repeatCount = stringRepeat_count( strRes, strFind, &pos); if (

23、repeatCount) printf(n该字符串“ %s ”在本文本中出现了 %d 次。, strFind, repeatCount); else printf(没有搜索到该文本。); / 字符串删除函数：链表头指针，结构void string_delete( list *res, numNode *num) printf(n请输入您想要删除的字符串：n); / 获得最大长度为文本文件大小的字符串数组 char strFind(*num)-sum; scanf(%s,&strFind); / 将链表转换为数组处理 char strRes(*num)-sum; list temp = (*re

24、s); int i = 0; while( temp-next ) temp = temp-next; strResi = temp-word; i+; posList pos; posNode_init( &pos); int repeatCount = stringRepeat_count( strRes, strFind, &pos); if ( !repeatCount) printf(没有搜索到该文本。); return; printf(n该字符串“ %s ”在本文本中出现了 %d 次。n, strFind, repeatCount); printf(n您确认删除这个字符串吗？nn回

25、复数字 1 来确认此操作。n); i = 0; scanf(%d,&i); if ( i = 1) int count = 0; list temp = (*res); pos = pos-next; while( temp-next & pos) int lenDelete = strlen(strFind); count+; if ( count = pos-pos) count += lenDelete; while ( lenDelete) wordList_delete( &temp); lenDelete-; pos = pos-next; temp = temp-next; printf(nn删除成功，现文本如下：nn); wordList_print( &(*res); return;/ 菜单函数void menu() / 声明链表头指针 list res; / 声明数量结构体 numNode num; / 将文本转换为链表保存并统计字符数量 text_transform( &res, &num); int funChoose; while (1) printf(n请输入序号来选择您需要的功能：nn); printf(1.显示文本nn2.显示字符统计情