最长公共子串

数据结构课程设计，由用户输入两个字符串串X和Y，再由用户输入一个任意的字符串Z，实现以下功能：

①如果字符串Z是字符串X的子串，则显示Z在X中的位置并记录，如果字符串Z是字符串Y的子串，则显示Z在Y中的位置并记录，如果Z既不是X的子串也不是Y的子串，则显示不匹配。

②找出X和Y的一个最长公共子串。

③置换： 用户输入任意的字符串去置换X和Y中的子串Z。

思想：首先使用Kmp算法进行匹配，快速定位子串在主串中的匹配位置。使用动态规划的思想，求出最长公共子串，然后使用跟子串一样长度的新字符串来替换主串中的字串。

完整的代码如下：

#include "stdio.h" #include "string.h" #include "stdlib.h" const int n=200; int c[n][n]; char str[n]; #define MaxSize 100 typedef struct { char data[MaxSize]; int length; //串长 }SqString; void StrAssign(SqString &str,char cstr[]) //str为引用型参数 { int i; for (i=0;cstr[i]!='/0';i++) str.data[i]=cstr[i]; str.data[i]='/0'; str.length=i; } void GetNextval(SqString t,int nextval[]) //由模式串t求出nextval值 { int j=0,k=-1; nextval[0]=-1; while(j<t.length) { if (k==-1 || t.data[j]==t.data[k]) { j++; k++; if(t.data[j]!=t.data[k]) nextval[j]=k; else nextval[j]=nextval[k]; } else k=nextval[k]; } } int KMPIndex1(SqString s,SqString t,int start) //修正的KMP算法，start为每次匹配的起始位置 { int nextval[MaxSize],i=0,j=0; GetNextval(t,nextval); i=start; while(i<s.length && j<t.length) { if(j==-1 || s.data[i]==t.data[j]) { i=i+1; j++; } else j=nextval[j]; } if (j>=t.length) return (i-t.length); else return -1; } int lcs_len(char a[],char b[],int c[][n]) { int sa=strlen(a); int sb=strlen(b); int i,j; for(i=0;i<=sa;i++) c[i][0]=0; for(j=0;j<=sb;j++) c[0][j]=0; for(i=1;i<=sa;i++) { for(j=1;j<=sb;j++) { if(a[i-1]==b[j-1]) c[i][j]=c[i-1][j-1]+1; else if(c[i][j-1]> c[i-1][j]) c[i][j]=c[i][j-1]; else c[i][j]=c[i-1][j]; } } return c[sa][sb]; } char* bulid_lcs(char a[],char b[]) { int k=0,i,j; i=strlen(a); j=strlen(b); k=lcs_len(a,b,c); str[k]= '/0 '; while(k>0) { if(c[i][j]==c[i-1][j]) i--; else if(c[i][j]==c[i][j-1]) j--; else { str[--k]=a[i-1]; i--; j--; } } return str; } void main() { char a[n],b[n],z[n],f[n],change[n]; SqString s,t,st; int p[n],q[n],m,i=1,j,j1,j2,k,h,start,flag1,flag2; printf("Please enter three strings!/n"); printf("Please enter first string X: "); gets(a); printf("Please enter second string Y: "); gets(b); printf("Please the new string Z: "); gets(z); StrAssign(s,a); StrAssign(t,b); StrAssign(st,z); start = 0,j1=0; flag1=flag2=-1; while(1) //求子串Z在主串X中的所有位置，并记录 { if(start>=s.length) break; m=KMPIndex1(s,st,start); if(m!=-1) { flag1=1; printf("字符串Z在字符串X中第%d次匹配的位置为:%d/n",i++,m); p[j1++]=m; start = m+st.length; } else break; } start = 0,j2=0,i=1; while(1) //求子串Z在主串Y中的所有位置，并记录 { if(start>=t.length) break; m=KMPIndex1(t,st,start); if(m!=-1) { flag2=1; printf("字符串Z在字符串Y中第%d次匹配的位置为:%d/n",i++,m); q[j2++]=m; start = m+st.length; } else break; } if(flag1==-1 && flag2==-1) printf("无法匹配！/n"); //不匹配的时候 bulid_lcs(a,b); if(str[0]==' ') printf("这两个字符串没有公共字符串！/n"); else { printf("The max length common subsequence is: "); puts(str); //找出X和Y的一个最长公共子串 } if(flag1==1 || flag2==1) { printf("请输入任意的串去置换X和Y中的子串Z：/n"); gets(change); if(flag1==1) //替换X中的字串Z { printf("X中的子串Z被%s替换后为：",change); h=k=0; for(i=0;i<j1;i++) { for(;k<p[i];k++) f[h++]=a[k]; for(j=0;j<strlen(change);j++) f[h++]=change[j]; k+=st.length; } for(;k<s.length;k++) f[h++]=a[k]; f[h]='/0'; strcpy(a,f); puts(a); } if(flag2==1) //替换Y中的字串Z { printf("Y中的子串Z被%s替换后为：",change); h=k=0; for(i=0;i<j2;i++) { for(;k<q[i];k++) f[h++]=b[k]; for(j=0;j<strlen(change);j++) f[h++]=change[j]; k+=st.length; } for(;k<t.length;k++) f[h++]=b[k]; f[h]='/0'; strcpy(b,f); puts(b); } } system("pause"); }

 

运行结果如下图：