c语言中如何实现一个字符串

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c语言 数据结构实现之字符串

串采用定长顺序存储结构(由c4-1.h定义)的基本操作(13个)，包括算法4.2，4.3，4.5  

实现效果图：

   #include <stdio.h>  #include <string.h>  #include <malloc.h>  // SString是数组，故不需引用类型  #define OK 1   #define TRUE 1   #define FALSE 0   #define ERROR 0   #define INFEASIBLE -1     #define DestroyString ClearString // DestroyString()与ClearString()作用相同  #define MAX_STR_LEN 40 // 用户可在255(1个字节)以内定义最大串长  typedef char SString[MAX_STR_LEN+1]; // 0号单元存放串的长度  typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等       Status StrAssign(SString T,char *chars)  { // 生成一个其值等于chars的串T    int i;    if(strlen(chars)>MAX_STR_LEN)      return ERROR;    else    {      T[0]=strlen(chars);      for(i=1;i<=T[0];i++)        T[i]=*(chars+i-1);      return OK;    }  }    void StrCopy(SString T,SString S)  { // 由串S复制得串T    int i;    for(i=0;i<=S[0];i++)      T[i]=S[i];  }    Status StrEmpty(SString S)  { // 若S为空串，则返回TRUE，否则返回FALSE    if(S[0]==0)      return TRUE;    else      return FALSE;  }    int StrCompare(SString S,SString T)  {// 初始条件：串S和T存在。操作结果：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=1;i<=S[0]&&i<=T[0];++i)      if(S[i]!=T[i])        return S[i]-T[i];    return S[0]-T[0];  }    int StrLength(SString S)  { // 返回串S的元素个数    return S[0];  }    void ClearString(SString S)  { // 初始条件：串S存在。操作结果：将S清为空串    S[0]=0; // 令串长为零  }    Status Concat(SString T,SString S1,SString S2) // 算法4.2改  { // 用T返回S1和S2联接而成的新串。若未截断，则返回TRUE，否则FALSE    int i;    if(S1[0]+S2[0]<=MAX_STR_LEN)    { // 未截断      for(i=1;i<=S1[0];i++)        T[i]=S1[i];      for(i=1;i<=S2[0];i++)        T[S1[0]+i]=S2[i];      T[0]=S1[0]+S2[0];      return TRUE;    }    else    { // 截断S2      for(i=1;i<=S1[0];i++)        T[i]=S1[i];      for(i=1;i<=MAX_STR_LEN-S1[0];i++)        T[S1[0]+i]=S2[i];      T[0]=MAX_STR_LEN;      return FALSE;    }  }    Status SubString(SString Sub,SString 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。算法4.3    int i;    if(pos<1||pos>S[0]||len<0||len>S[0]-pos+1)      return ERROR;    for(i=1;i<=len;i++)      Sub[i]=S[pos+i-1];    Sub[0]=len;    return OK;  }    int Index(SString S,SString T,int pos)  { // 返回子串T在主串S中第pos个字符之后的位置。若不存在，则函数值为0。    // 其中，T非空，1≤pos≤StrLength(S)。算法4.5    int i,j;    if(1<=pos&&pos<=S[0])    {      i=pos;      j=1;      while(i<=S[0]&&j<=T[0])        if(S[i]==T[j]) // 继续比较后继字符        {          ++i;          ++j;        }        else // 指针后退重新开始匹配        {          i=i-j+2;          j=1;        }        if(j>T[0])          return i-T[0];        else          return 0;    }    else      return 0;  }    Status StrInsert(SString S,int pos,SString T)  { // 初始条件：串S和T存在，1≤pos≤StrLength(S)+1    // 操作结果：在串S的第pos个字符之前插入串T。完全插入返回TRUE，部分插入返回FALSE    int i;    if(pos<1||pos>S[0]+1)      return ERROR;    if(S[0]+T[0]<=MAX_STR_LEN)    { // 完全插入      for(i=S[0];i>=pos;i--)        S[i+T[0]]=S[i];      for(i=pos;i<pos+T[0];i++)        S[i]=T[i-pos+1];      S[0]+=T[0];      return TRUE;    }    else    { // 部分插入      for(i=MAX_STR_LEN;i>=pos+T[0];i--)        S[i]=S[i-T[0]];      for(i=pos;i<pos+T[0]&&i<=MAX_STR_LEN;i++)        S[i]=T[i-pos+1];      S[0]=MAX_STR_LEN;      return FALSE;    }  }    Status StrDelete(SString S,int pos,int len)  { // 初始条件：串S存在，1≤pos≤StrLength(S)-len+1    // 操作结果：从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串    int i;    if(pos<1||pos>S[0]-len+1||len<0)      return ERROR;    for(i=pos+len;i<=S[0];i++)      S[i-len]=S[i];    S[0]-=len;    return OK;  }    Status Replace(SString S,SString T,SString 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    Status k;    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        k=StrInsert(S,i,V); // 在原串T的位置插入串V        if(!k) // 不能完全插入          return ERROR;        i+=StrLength(V); // 在插入的串V后面继续查找串T      }    }while(i);    return OK;  }    void StrPrint(SString T)  { // 输出字符串T。另加    int i;    for(i=1;i<=T[0];i++)      printf("%c",T[i]);    printf("\n");  }  void get_next(SString T,int next[])  { // 求模式串T的next函数值并存入数组next。算法4.7    int i=1,j=0;    next[1]=0;    while(i<T[0])      if(j==0||T[i]==T[j])      {        ++i;        ++j;        next[i]=j;      }      else        j=next[j];  }    void get_nextval(SString T,int nextval[])  { // 求模式串T的next函数修正值并存入数组nextval。算法4.8    int i=1,j=0;    nextval[1]=0;    while(i<T[0])      if(j==0||T[i]==T[j])      {        ++i;        ++j;        if(T[i]!=T[j])          nextval[i]=j;        else          nextval[i]=nextval[j];      }      else        j=nextval[j];  }    int Index_KMP(SString S,SString T,int pos,int next[])  { // 利用模式串T的next函数求T在主串S中第pos个字符之后的位置的KMP算法。    // 其中，T非空，1≤pos≤StrLength(S)。算法4.6    int i=pos,j=1;    while(i<=S[0]&&j<=T[0])      if(j==0||S[i]==T[j]) // 继续比较后继字符      {        ++i;        ++j;      }      else // 模式串向右移动        j=next[j];    if(j>T[0]) // 匹配成功      return i-T[0];    else      return 0;  }    void main()  {    int i,*p;    SString s1,s2; // 以教科书算法4.8之上的数据为例    StrAssign(s1,"aaabaaaab");    printf("主串为: ");    StrPrint(s1);    StrAssign(s2,"aaaab");    printf("子串为: ");    StrPrint(s2);    p=(int*)malloc((StrLength(s2)+1)*sizeof(int)); // 生成s2的next数组空间    get_next(s2,p); // 利用算法4.7，求得next数组，存于p中    printf("子串的next数组为: ");    for(i=1;i<=StrLength(s2);i++)      printf("%d ",*(p+i));    printf("\n");    i=Index_KMP(s1,s2,1,p); // 利用算法4.6求得串s2在s1中首次匹配的位置i    if(i)      printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配\n",i);    else      printf("主串和子串匹配不成功\n");    get_nextval(s2,p); // 利用算法4.8，求得next数组，存于p中    printf("子串的nextval数组为: ");    for(i=1;i<=StrLength(s2);i++)      printf("%d ",*(p+i));    printf("\n");    printf("主串和子串在第%d个字符处首次匹配\n",Index_KMP(s1,s2,1,p));    getchar();  }

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