串String（1）：串的实现（定长顺序存储结构）

前言

---

PS:本文相关头文件、预编译以及typedef如下，阅读一遍以便于下面的理解：　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXSTRLEN 40
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OVERFLOW -2

typedef int Status;
typedef char SString[MAXSTRLEN+1];

　　

ADT

---

　　

　　串是一个重要的数据结构，我在这里实现串的ADT如下：

　　

　　

串的结构概念图

---

　　

　　我定义了一个数组，0位存储字符长度，1到MAX位存储字符。这和传统的gets（）；函数或者 scanf（%s，）；函数实现的串是有区别的，所以我封装了一个串赋值函数去实现两种串结构之间的转化，代码如下：　

/* 字符串赋值,当赋值字符串长度超过被赋值字符串时候截断,未超过时先将长度存入T[0],再逐位赋值 */
Status StrAssign(SString T,char *chars)
{
        int i;
        if(strlen(chars)>MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1;i <= MAXSTRLEN;i++)
                {
                        T[i] = *(chars + i - 1);
                }
                T[0] = MAXSTRLEN;  //T[0]存入int 型数据，%s无法打印
        }
        else
        {
                T[0] = strlen(chars);  //T[0]存入的是chars的字符长度
                for(i = 1;i <= strlen(chars);i++)
                {
                        T[i] = *(chars + i - 1);
                }
        }
        return OK;
}

　　

功能函数算法难点

---

　

　　我认为其中的StrIndex（）；索引子串函数是相对难理解一些的。其函数功能是：索引子串,返回串T中第一个索引到与串S相同的子串的位置。算法思路图如下：

　　　　

　　尤其要注意，当T[i] ！= S[j]时，需要将i指针置于上次相同时的下一个位置，代码实现为 i = i - j + 2，而不是i++

　　该模块函数封装代码如下：　　

/*  索引子串,返回串T中第一个索引到与串S相同的子串的位置  */
Status StrIndex(SString T,SString S,int *pos)
{
        int i=1,j=1;
        while((i <= T[0]) && (j <= S[0]))
        {
                if(T[i] == S[j])
                {
                        i++;
                        j++;
                }
                else
                {
                        i = i - j + 2;
                        j = 1;
                }
        }
        if(j > S[0])
        {
                *pos = i - j + 1;
                printf("Found,position is %d\n",*pos);
                return OK;
        }
        else
        {
                printf("NOT find child string yet.\n");
                return ERROR;
        }
}

　　其次，StrInsert（）；插入函数中也比较难想，因为其需要讨论插入位置以及插入后长度是否越界问题，设计算法时易漏了其中某一个情况。

　　该模块函数封装代码如下：

/*  在串T的第pos个位置后插入子串S  */
Status StrInsert(SString T,SString S,int pos)
{
        int i;
        if(pos > T[0])
        {
                pos = T[0] +1;
        }
        if(T[0] + S[0] <= MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1; i <= pos;i++)
                        T[T[0] + S[0] - i +1] = T[T[0] + S[0] - i -pos];
                for(i = 1;i <= S[0];i++)
                        T[pos + i] = S[i];
                T[0] = T[0] + S[0];
                return OK;
        }
        if(T[0] + S[0] > MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1;i <= (MAXSTRLEN - pos);i++)
                        T[i + pos] = S[i];  //超出部分被删除
                T[0] = MAXSTRLEN;
                return ERROR;
        }
}

　　

代码

---

/*************************************************************************
	> File Name: String fuctions
	> Author: Bw98
	> Mail: 786016746@qq.com
	> Blog: www.cnblogs.com/Bw98blogs/
	> Created Time: SUN 23th Jul. 2017
 ************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXSTRLEN 40
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TURE 1
#define FALSE 0
#define OVERFLOW -2

typedef int Status;
typedef char SString[MAXSTRLEN+1];

Status StrEmpty(SString S);
Status StrAssign(SString T,char *chars);
Status StrCopy(SString T,SString S);
Status StrLength(SString T);
Status StrPrint(SString T);
Status StrClear(SString S);
Status StrConcat(SString T,SString S1,SString S2);
Status StrIndex(SString T,SString S,int *pos);
Status StrInsert(SString T,SString S,int pos);
Status StrDelete(SString T,int pos,int len);

int main()
{
        /*  根据功能自行调用  */
        return 0;
}

/* 字符串赋值,当赋值字符串长度超过被赋值字符串时候截断,未超过时先将长度存入T[0],再逐位赋值 */
Status StrAssign(SString T,char *chars)
{
        int i;
        if(strlen(chars)>MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1;i <= MAXSTRLEN;i++)
                {
                        T[i] = *(chars + i - 1);
                }
                T[0] = MAXSTRLEN;  //T[0]存入int 型数据，%s无法打印
        }
        else
        {
                T[0] = strlen(chars);  //T[0]存入的是chars的字符长度
                for(i = 1;i <= strlen(chars);i++)
                {
                        T[i] = *(chars + i - 1);
                }
        }
        return OK;
}

/* 字符串拷贝,逐个字符拷贝(仅拷贝长度范围内的) */
Status StrCopy(SString T,SString S)
{
        int i;
        for(i = 1;i <= S[0];i++)
        {
                T[i] = S[i];
        }
        T[0] = S[0];
        return OK;
}

/*  字符串判空，S[0] == 0时为空  */
Status StrEmpty(SString T)
{
        if(T[0] == 0)
        {
                printf("The string is empty!\n");
                return TURE;
        }
        else
        {
                printf("The string is NOT empty!\n");
                return FALSE;
        }
}

/*  返回该字符串的长度  */
Status StrLength(SString T)
{
        return T[0];
}

/*  打印字符串  */
Status StrPrint(SString T)
{
        int i;
        for(i = 1;i <= T[0];i++)
                printf("%c",T[i]);
        printf("\n");
        return OK;
}
/*  清除字符串，即长度清空 */
Status StrClear(SString S)
{
        S[0] = 0;
        return OK;
}

/*  字符串联接,通过T来存储结果,S2连接而成的新串,若未截断则返回TRUE,截断返回FAlSE,注意字符串数组越界问题  */
Status StrConcat(SString T,SString S1,SString S2)
{
        int i;
        if(S1[0]+S2[0] <= MAXSTRLEN)
        {
                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 TURE;
        }
        else
        {
                for(i = 1;i <= S1[0];i++)
                {
                        T[i] = S1[i];
                }
                for(i = 1;i <= (MAXSTRLEN-S1[0]);i++)
                {
                        T[S1[0]+i] = S2[i];
                }
                T[0] = MAXSTRLEN;
                return FALSE;
        }
}

/*  索引子串,返回串T中第一个索引到与串S相同的子串的位置  */
Status StrIndex(SString T,SString S,int *pos)
{
        int i=1,j=1;
        while((i <= T[0]) && (j <= S[0]))
        {
                if(T[i] == S[j])
                {
                        i++;
                        j++;
                }
                else
                {
                        i = i - j + 2;
                        j = 1;
                }
        }
        if(j > S[0])
        {
                *pos = i - j + 1;
                printf("Found,position is %d\n",*pos);
                return OK;
        }
        else
        {
                printf("NOT find child string yet.\n");
                return ERROR;
        }
}

/*  在串T的第pos个位置后插入子串S  */
Status StrInsert(SString T,SString S,int pos)
{
        int i;
        if(pos > T[0])
        {
                pos = T[0] +1;
        }
        if(T[0] + S[0] <= MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1; i <= pos;i++)
                        T[T[0] + S[0] - i +1] = T[T[0] + S[0] - i -pos];
                for(i = 1;i <= S[0];i++)
                        T[pos + i] = S[i];
                T[0] = T[0] + S[0];
                return OK;
        }
        if(T[0] + S[0] > MAXSTRLEN)
        {
                for(i = 1;i <= (MAXSTRLEN - pos);i++)
                        T[i + pos] = S[i];  //超出部分被删除
                T[0] = MAXSTRLEN;
                return ERROR;
        }
}

/*  删除串T的第pos个位置起，长为len的子串  */
Status StrDelete(SString T,int pos,int len)
{
        int i;
        if(pos > T[0])
                return ERROR;
        if(len > T[0])
                len = T[0] - pos + 1;
        for(i = len + pos;i <= T[0];i++)
                T[i - len] =T[i];
        T[0] = T[0] - len;
        return OK;
}