第四章串

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本文深入探讨了字符串在计算机科学中的核心应用，详细介绍了字符串的基本概念、定长顺序存储表示及基本操作，通过实例展示了字符串在实际编程中的使用技巧。

字符串一般简称为串。

计算机上非数值处理的对象基本上是字符串数据。

串（string）(或字符串)是由0个或多个字符组成的有限序列。

/* c4-1.h 串的定长顺序存储表示 */
#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 */

/* bo4-1.c 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 */
/* SString是数组，故不需引用类型 */

#define DestroyString ClearString /* DestroyString()与ClearString()作用相同 */

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");
}

/* main4-1.c 检验bo4-1.c的主程序 */
#include"c1.h"
#include"c4-1.h"
#include"bo4-1.c"

void main()
{
   int i,j;
   Status k;
   char s,c[MAX_STR_LEN+1];
   SString t,s1,s2;
   printf("请输入串s1: ");
   gets(c);
   k=StrAssign(s1,c);
   if(!k)
   {
     printf("串长超过MAX_STR_LEN(=%d)\n",MAX_STR_LEN);
     exit(0);
   }
   printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\n",StrLength(s1),StrEmpty(s1));
   StrCopy(s2,s1);
   printf("拷贝s1生成的串为: ");
   StrPrint(s2);
   printf("请输入串s2: ");
   gets(c);
   k=StrAssign(s2,c);
   if(!k)
   {
     printf("串长超过MAX_STR_LEN(%d)\n",MAX_STR_LEN);
     exit(0);
   }
   i=StrCompare(s1,s2);
   if(i<0)
     s='<';
   else if(i==0)
     s='=';
   else
     s='>';
   printf("串s1%c串s2\n",s);
   k=Concat(t,s1,s2);
   printf("串s1联接串s2得到的串t为: ");
   StrPrint(t);
   if(k==FALSE)
     printf("串t有截断\n");
   ClearString(s1);
   printf("清为空串后,串s1为: ");
   StrPrint(s1);
   printf("串长为%d 串空否？%d(1:是 0:否)\n",StrLength(s1),StrEmpty(s1));
   printf("求串t的子串,请输入子串的起始位置,子串长度: ");
   scanf("%d,%d",&i,&j);
   k=SubString(s2,t,i,j);
   if(k)
   {
     printf("子串s2为: ");
     StrPrint(s2);
   }
   printf("从串t的第pos个字符起,删除len个字符，请输入pos,len: ");
   scanf("%d,%d",&i,&j);
   StrDelete(t,i,j);
   printf("删除后的串t为: ");
   StrPrint(t);
   i=StrLength(s2)/2;
   StrInsert(s2,i,t);
   printf("在串s2的第%d个字符之前插入串t后,串s2为:\n",i);
   StrPrint(s2);
   i=Index(s2,t,1);
   printf("s2的第%d个字母起和t第一次匹配\n",i);
   SubString(t,s2,1,1);
   printf("串t为：");
   StrPrint(t);
   Concat(s1,t,t);
   printf("串s1为：");
   StrPrint(s1);
   k=Replace(s2,t,s1);
   if(k) /* 替换成功 */
   {
     printf("用串s1取代串s2中和串t相同的不重叠的串后,串s2为: ");
     StrPrint(s2);
   }
   DestroyString(s2); /* 销毁操作同清空 */
}

第四章 串

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