C语言实现串的基本模式匹配

前言

本程序是数据结构上机实验内容，参考《数据结构（C语言版）》（清华大学出版社）中串操作部分的伪代码实现。

题目要求

设计一个程序实现串的基本模式匹配。所谓模式匹配，就是判断某个串是否是另一个已知串的子串。若果是其子串，则给出该子串的起始位置。如果不是，则返回-1

实例代码及说明

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

#define STRING_INIT_SIZE    100    //串初始长度  


int Index(char *S, char *T, int pos){
    //返回字串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).
    int i = pos;
    int j = 1;
    while (i <= S[0] && j <= T[0]){
        if (S[i++] != T[j++]){
            i = i - j + 2;
            j = 1;
        }
    }
    return (j > T[0]) ? i - T[0] : -1;
}

int get_next(char *T, int next[]){
    //求模式串T的next函数值并存入数组next。
    int i = 1, j = 0;
    next[1] = 0;
    while (i<T[0]){
        if (j == 0 || T[i] == T[j])
            next[++i] = ++j;
        else
            j = next[j];
    }
    return *next;
}
int Index_KMP(char *S, char *T, int pos){
    //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).
    int next[100];
    *next = get_next(T, next);
    int j = 1, i = pos;
    while (i <= S[0] && j <= T[0]){
        if (j == 0 || S[i] == T[j])
            { ++i; ++j; }
        else 
            j = next[j];
    }
    return (j > T[0]) ? i - T[0] : -1;
}
void main(){
    char S[STRING_INIT_SIZE],T[STRING_INIT_SIZE];
    int s;
    //数组内数据存储格式：
    //{[元素0:串的长度],[元素1:第1个字符],[元素2:第2个字符],[元素3:第3个字符]……}
    printf("请输入主串：");
    gets(S + 1);            //从[1]单元开始存放串
    *S = strlen(S + 1);     //将串的长度保存至[0]单元
    printf("请输入子串：");
    gets(T + 1);
    *T = strlen(T + 1);
    printf("开始匹配的位置：");
    scanf("%d",&s);

    s = Index(S, T, s);     //使用普通方式匹配
    printf("子串的位置(普通)：%d\n",s);
    s = Index_KMP(S, T, s); //使用改进方式匹配
    printf("子串的位置(改进)：%d\n",s);

    system("pause");
}

运行结果

参考资料

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