数据结构串实验报告.docx

1、数据结构串实验报告数据结构串实验报告实验报告 课程 数据结构 实验名称 实验三 串 学号 姓名 实验日期: 实验三 串 实验目的: 1. 熟悉串类型的实现方法，了解简单文字处理的设计方法; 2. 熟悉C语言的字符和把字符串处理的原理和方法; 3. 熟悉并掌握模式匹配算法。 实验原理: 顺序存储结构下的关于字符串操作的基本算法。 模式匹配算法BF、KMP 实验内容: 4-19. 在4.4.3节例4-6的基础上，编写比较Brute-Force算法和KMP算法比较次数的程序。 4-20. 设串采用静态数组存储结构，编写函数实现串的替换Replace(S，start，T，V)，即要求在主串S中，从位置

2、start开始查找是否存在字串T。若主串S中存在子串T，则用子串V替换子串T，且函数返回1;若主串S中不存在子串T，则函数返回0;并要求设计I am a student”,T=“student”,V=“teacher”。 主函数进行测试。一个测试例子为:S=“程序代码: 4-19的代码: /*静态存储结构*/ typedef struct char strMaxSize; int length; String; /*初始化操作*/ void Initiate(String *S) S-length=0; /*插入子串操作 */ int Insert(String *S, int pos, St

3、ring T) /*在串S的pos位置插入子串T*/ int i; if(posS-length) printf(The parameter pos is error!n); return 0; else if(S-length+T.lengthMaxSize) printf(The space of the array is not enough!n); return 0; else for(i=S-length-1; i=pos; i-) S-stri+T.length=S-stri; /*依次后移数据元素*/ for(i=0; istrpos+i=T.stri; /*插入*/ S-len

4、gth=S-length+T.length; /*产生新的串长度值*/ return 1; /*删除子串操作 */ int Delete(String *S, int pos, int len) /*删除串S的从pos位置开始长度为len的子串值*/ int i; if(S-length=0) printf(No elements deleting!n); return 0; else if(pos0|lenS-length) printf(The parameters pos and len are not correct!n); return 0; else for(i=pos+len;

5、ilength-1; i+) S-stri-len=S-stri; /*依次前移数据元素*/ S-length=S-length-len; /*产生新的串长度值*/ return 1; /*取子串操作 */ int SubString(String S, int pos, int len, String *T) /*取串S的从pos位置开始长度为len的子串值赋给子串T*/ int i; if(pos0|lenS.length) printf(The parameters pos and len are not correct!n);return 0; else for(i=0; istri=

6、S.strpos+i; /*给子串T赋值*/ T-length=len; /*给子串T的长度域赋值*/ return 1; /*查找子串BF(Brute-Force)操作*/ int BFIndex(String S, int start, String T) /*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的开始字符下标，否则返回-1*/ int i= start, j=0, v; while(iS.length & jT.length) if(S.stri=T.strj) i+; j+; else i=i-j+1; j=0; if(j=T.length) v=i-T.length;

7、 else v=-1; return v; /*查找子串KMP(D.E.Knuth-J.H.Morris-V.R.Pratt)操作 */ int KMPIndex(String S, int start, String T, int next) /*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的首字符下标，*/ /*否则返回-1*/ /*数组Next中存放有模式串T的nextj值*/ int i= start, j=0, v; while(iS.length & jT.length) if(S.stri=T.strj) i+; j+; else if(j=0) i+; else j=n

8、extj; if(j=T.length) v=i-T.length; else v=-1; return v; /*求模式串nextj值的操作 */ void GetNext(String T, int next) /*求子串T的nextj值并存放于数组next中*/ int j=1, k=0; next0=-1; next1=0; while(jT.length) if(T.strj=T.strk) nextj+1=k+1; j+; k+; else if(k=0) nextj+1=0; j+; else k=nextk; /*查找子串BF(Brute-Force)算法累计次数 */ int

9、 BFIndexC(String S, int start, String T) /*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的开始字符下标，否则返回-1*/ int i= start, j=0, t=0; while(iS.length & jT.length) if(S.stri=T.strj) i+; j+; else i=i-j+1; j=0; t+; return t; /*查找子串KMP(D.E.Knuth-J.H.Morris-V.R.Pratt)操作 */ int KMPIndexC(String S, int start, String T, int next)

10、/*查找主串S从start开始的子串T，找到返回T在S中的首字符下标，*/ /*否则返回-1*/ /*数组Next中存放有模式串T的nextj值*/ int i= start, j=0, t=0; while(iS.length & jT.length) if(S.stri=T.strj) i+; j+; else if(j=0) i+; else j=nextj; t+; return t; 测试主函数: #include #define MaxSize 100 #includeSString.h #includeBFandKMP.h void main(void) String S=cdd

11、cdc,6, T=abcde,5; String S1=aaaaaaaa,8, T1=aaaab,5; String S2=aaaaaaaaaaaaaaaaad,18, T2=aaaab,5; int next20, count; count=BFIndexC(S,0,T); printf(从S中查找T的Brute-Force算法比较次数:%dn,count); GetNext(T, next); count=KMPIndexC(S,0,T,next); printf(从S中查找T的KMP算法比较次数:%dn,count); count=BFIndexC(S1,0,T1); printf(从S

12、1中查找T1的Brute-Force算法比较次数:%dn,count); GetNext(T1, next); count=KMPIndexC(S1,0,T1,next); printf(从S1中查找T1的KMP算法比较次数:%dn,count); count=BFIndexC(S2,0,T2); printf(从S2中查找T2的Brute-Force算法比较次数:%dn,count); GetNext(T2, next); count=KMPIndexC(S2,0,T2,next); printf(从S2中查找T2的KMP算法比较次数:%dn,count); 4-20的部分代码: Repla

13、ce函数: /* 从主串S中查找字串T，若存在，并用串V替换串T并返回1，否则，返回0*/ int Replace(String S,int start,String T,String V) int i,v; Initiate(&S); Initiate(&T); Initiate(&V); for(i=0; istrlen(S.str); i+) S.length=S.length+1; for(i=0; istrlen(T.str); i+) T.length=T.length+1; for(i=0; istrlen(V.str); i+) V.length=V.length+1; i=B

14、FIndex(S, 0, T); if (i!=-1) if(Delete(&S, i, T.length) Insert(&S, i, V); for(i=0; iS.length; i+) printf(%c, S.stri); printf(n); return v=1; else printf(主串S中不存在串Tn); return v=0; 测试主函数: #define MaxSize 80 #include #include #include SString.h int main(void) int v; String S=I am a student., T=student, V=teacher; v=Replace(S,0,T,V); printf(返回%dn,v); 实验结果: 4-19.程序调式结果: 4-20.程序调式结果: 总结与思考 KMP算法的比较次数比Brute-Force算法的少。KMP算法的主要特点是:消除了Brute-Force算法的主串指针在相当多个字符比较相等后，只要有一个字符不相等便回退，也就是回溯的缺点。所以从两种算法的原理和程序运行的结果来看，KMP算法比Brute-Force算法的效率更高。