串的应用——KMP法以及NextVal法模式匹配

#include <stdio.h>
#include <STDLIB.H>
typedef char SElemType;
typedef int Status;
#define TRUE   1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
#define STACK_INIT_SIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */
#define STACKINCREMENT 10 /* 存储空间分配增量 */
typedef struct
{
	char *ch;
	int length;
}HString;


Status StrAssign(HString &T,char *chars)
{//生成一个其值等于串常量chars的串T
	int i; char *c;
	if(T.ch) free(T.ch); //释放T原有空间
	for(i=0,c=chars;*c;++i,++c);  //求chars的长度i
	if(!i)
	{
		T.ch=NULL;
		T.length=0;
	}
	else
	{
		if(!(T.ch=(char*)malloc(i*sizeof(char))))
			exit(OVERFLOW);
		for(int j=0;j<i;j++)
		{
			T.ch[j]=chars[j];
			T.length=i;
		}
	}
	return OK;
} 
Status StrLength(HString S)
{//返回S的元素个数，称为串的长度
	return S.length;
}

Status StrCompare(HString S,HString T)
{//若S>T,则返回值>0；若S=T,则返回值=0；若S<T,则返回值<0
	for(int i=1;i<S.length&&i<T.length;++i)
	{
		if(S.ch[i]!=T.ch[i])
			return S.ch[i]-T.ch[i];
	     else
			 return S.length-T.length;
	}
}



Status ClearSTRING(HString &S)
{//将S清为空串。
	if(S.ch)
	{
		free(S.ch);
		S.ch=NULL;
	}
	S.length=0;
	return OK;
}



Status Concat(HString &T,HString S1,HString S2)
{
	int i;
	if(T.ch)  free(T.ch);
	if(!(T.ch=(char*)malloc((S1.length+S2.length)*sizeof(char))))
		exit(OVERFLOW);
	for(i=0;i<S1.length;i++)
		T.ch[i]=S1.ch[i];
	for(i=0;i<S2.length;i++)
     T.ch[S1.length+i]=S2.ch[i];
	return OK;
}
Status SubString(HString &Sub,HString 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
  //其中，1<=pos<=StrLength(S)且0<=len<=StrLength(S)-pos+1.
	if(pos<1||pos>S.length||len<0||len>S.length-pos+1)
		return ERROR;
	if(Sub.ch)
		free(Sub.ch);
	if(!len)
	{
		Sub.ch=NULL;
		Sub.length=0;
	}
	else
	{
		Sub.ch=(char *)malloc(len*sizeof(char));
		for(int i=1;i<=len-1;i++)
			Sub.ch[i]=S.ch[pos+i-1];
         Sub.length=len;
	}
	 return OK;
}
void InitString(HString &T)
{ /* 初始化(产生空串)字符串T。另加 */
	T.length=0;
	T.ch=NULL;
 }
Status Index(HString S,HString T,int pos)
{/* T为非空串。若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串, */
   /* 则返回第一个这样的子串在S中的位置,否则返回0 */
  int n,m,k;
  HString sub;
  InitString(sub);
  if(pos>0)
  {
	  n=StrLength(S);
	  m=StrLength(T);
	  k=pos;
	  while(k<=n-m+1)
	  {
		  SubString(sub,S,k,m);
		  if(StrCompare(sub,T)!=0)
			  ++k;
		  else
			  return k;
	  }
  }
   return 0;
}


void get_next(HString T,int next[])
{//求模式串T的next函数值并存入数组next
   int	i=1; next[1]=0; int  j=0;
   while(i<T.length)
   {
	   if(j==0||T.ch[i]==T.ch[j])
	   {++i;++j;next[i]=j;}
	   else
		   j=next[j];
   }
}
int Index_KMP(HString S,HString 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).
int i=pos; int j=1;
while(i<=S.length&&j<=T.length)
{
	if(j==0||S.ch[i]==T.ch[j])
	{
		++i;++j;
	}
	else j=next[j];
}
   if(j>T.length)
	   return i-T.length;
   else return 0;
}
void Get_nextval(HString T,int nextval[])
{//求模式串T的next函数修正值并存入数组nextval。
	int i=1; nextval[1]=0; int j=0;
	while(i<T.length)
    if(j==0||T.ch[i]==T.ch[j])
	{
		++i;++j;
		if(T.ch[i]!=T.ch[j])
			nextval[i]=j;
		else
			nextval[i]=nextval[j];
	}
	else j=nextval[j];
}

int main()
{
	char a[6]={' ','a','b','c','d','e'};
	char b[11]={' ','b','c','v','a','b','c','d','e','w','a'};
   HString S1,T1;
   S1.ch=b;
   S1.length=10;
   T1.length=5;  //模式串
   T1.ch=a;
   int next[100];
   get_next(T1,next);
   printf("根据KMP算法 在第%d个字符处找到匹配!\n",Index_KMP(S1,T1,2,next));
   Get_nextval(T1,next);
   printf("根据KMP_nextval算法 在第%d个字符处找到匹配!\n",Index_KMP(S1,T1,2,next));
}
三道