C语言数据结构——串的堆分配

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

#define OK 1
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1

typedef int Status;

typedef struct  
{  
    char *ch; // 若是非空串，则按串长分配存储区；否则ch为NULL  
    int length; // 串长度  
}HString;

#define DestroyString ClearString // DestroyString()与ClearString()作用相同  
void StrAssign(HString &T,char *chars)  
{ // 生成一个其值等于串常量chars的串T(见图4.5)  
    int i,j;  
    if(T.ch)  
        free(T.ch); // 释放T原有空间  
    i=strlen(chars); // 求chars的长度i  
    if(!i)  
    { // chars的长度为0  
        T.ch=NULL;  
        T.length=0;  
    }  
    else  
    { // chars的长度不为0  
        T.ch=(char*)malloc(i*sizeof(char)); // 分配串空间  
        if(!T.ch) // 分配串空间失败  
            exit(OVERFLOW);  
        for(j=0;j<i;j++) // 拷贝串  
            T.ch[j]=chars[j];  
        T.length=i;  
    }  
}  
void StrCopy(HString &T,HString S)  
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：由串S复制得串T  
    int i;  
    if(T.ch)  
        free(T.ch); // 释放T原有空间  
    T.ch=(char*)malloc(S.length*sizeof(char)); // 分配串空间  
    if(!T.ch) // 分配串空间失败  
        exit(OVERFLOW);  
    for(i=0;i<S.length;i++) // 拷贝串  
        T.ch[i]=S.ch[i];  
    T.length=S.length;  
}  
Status StrEmpty(HString S)  
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：若S为空串，则返回TRUE；否则返回FALSE  
    if(S.length==0&&S.ch==NULL)  
        return TRUE;  
    else  
        return FALSE;  
}  
int 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  
    int i;  
    for(i=0;i<S.length&&i<T.length;++i)  
        if(S.ch[i]!=T.ch[i])  
            return S.ch[i]-T.ch[i];  
        return S.length-T.length;  
}  
int StrLength(HString S)  
{ // 返回S的元素个数，称为串的长度  
    return S.length;  
}  
void ClearString(HString &S)  
{ // 将S清为空串(见图4.6)  
    free(S.ch);  
    S.ch=NULL;  
    S.length=0;  
}  
void Concat(HString &T,HString S1,HString S2)  
{ // 用T返回由S1和S2联接而成的新串  
    int i;  
    if(T.ch)  
        free(T.ch); // 释放旧空间  
    T.length=S1.length+S2.length;  
    T.ch=(char *)malloc(T.length*sizeof(char));  
    if(!T.ch)  
        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];  
}  
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  
    int i;  
    if(pos<1||pos>S.length||len<0||len>S.length-pos+1)  
        return ERROR;  
    if(Sub.ch)  
        free(Sub.ch); // 释放旧空间  
    if(!len) // 空子串  
    {  
        Sub.ch=NULL;  
        Sub.length=0;  
    }  
    else  
    { // 完整子串  
        Sub.ch=(char*)malloc(len*sizeof(char));  
        if(!Sub.ch)  
            exit(OVERFLOW);  
        for(i=0;i<=len-1;i++)  
            Sub.ch[i]=S.ch[pos-1+i];  
        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;  
}  
int Index(HString S,HString T,int pos) // 算法4.1  
{ // 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,i;  
    HString sub;  
    InitString(sub);  
    if(pos>0)  
    {  
        n=StrLength(S);  
        m=StrLength(T);  
        i=pos;  
        while(i<=n-m+1)  
        {  
            SubString(sub,S,i,m);  
            if(StrCompare(sub,T)!=0)  
                ++i;  
            else  
                return i;  
        }  
    }  
    return 0;  
}  
Status StrInsert(HString &S,int pos,HString T) // 算法4.4  
{ // 1≤pos≤StrLength(S)+1。在串S的第pos个字符之前插入串T  
    int i;  
    if(pos<1||pos>S.length+1) // pos不合法  
        return ERROR;  
    if(T.length) // T非空，则重新分配空间，插入T  
    {  
        S.ch=(char*)realloc(S.ch,(S.length+T.length)*sizeof(char));  
        if(!S.ch)  
            exit(OVERFLOW);  
        for(i=S.length-1;i>=pos-1;--i) // 为插入T而腾出位置  
            S.ch[i+T.length]=S.ch[i];  
        for(i=0;i<T.length;i++)  
            S.ch[pos-1+i]=T.ch[i]; // 插入T  
        S.length+=T.length;  
    }  
    return OK;  
}  
Status StrDelete(HString &S,int pos,int len)  
{ // 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串  
    int i;  
    if(S.length<pos+len-1)  
        return ERROR;  
    for(i=pos-1;i<=S.length-len;i++)  
        S.ch[i]=S.ch[i+len];  
    S.length-=len;  
    S.ch=(char*)realloc(S.ch,S.length*sizeof(char));  
    return OK;  
}  
Status Replace(HString &S,HString T,HString 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  
    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  
            StrInsert(S,i,V); // 在原串T的位置插入串V  
            i+=StrLength(V); // 在插入的串V后面继续查找串T  
        }  
    }while(i);  
    return OK;  
}  
void StrPrint(HString T)  
{ // 输出T字符串。另加  
    int i;  
    for(i=0;i<T.length;i++)  
        printf("%c",T.ch[i]);  
    printf("\n");  
}  

int main()  
{  
    int i;  
    char c,*p="God bye!",*q="God luck!";  
    HString t,s,r;  
    InitString(t); // HString类型必须初始化  
    InitString(s);  
    InitString(r);  
    StrAssign(t,p);  
    printf("串t为");  
    StrPrint(t);  
    printf("串长为%d 串空否？%d(1:空0:否)\n",StrLength(t),StrEmpty(t));  
    StrAssign(s,q);  
    printf("串s为");  
    StrPrint(s);  
    i=StrCompare(s,t);  
    if(i<0)  
        c='<';  
    else if(i==0)  
        c='=';  
    else  
        c='>';  
    printf("串s%c串t\n",c);  
    Concat(r,t,s);  
    printf("串t联接串s产生的串r为");  
    StrPrint(r);  
    StrAssign(s,"oo");  
    printf("串s为");  
    StrPrint(s);  
    StrAssign(t,"o");  
    printf("串t为");  
    StrPrint(t);  
    Replace(r,t,s);  
    printf("把串r中和串t相同的子串用串s代替后，串r为");  
    StrPrint(r);  
    ClearString(s);  
    printf("串s清空后，串长为%d 空否？%d(1:空0:否)\n",StrLength(s),StrEmpty(s));  
    SubString(s,r,6,4);  
    printf("串s为从串r的第6个字符起的4个字符，长度为%d 串s为",s.length);  
    StrPrint(s);  
    StrCopy(t,r);  
    printf("复制串t为串r,串t为");  
    StrPrint(t);  
    StrInsert(t,6,s);  
    printf("在串t的第6个字符前插入串s后，串t为");  
    StrPrint(t);  
    StrDelete(t,1,5);  
    printf("从串t的第1个字符起删除5个字符后,串t为");  
    StrPrint(t);  
    printf("%d是从串t的第1个字符起，和串s相同的第1个子串的位置\n",Index(t,s,1));  
    printf("%d是从串t的第2个字符起，和串s相同的第1个子串的位置\n",Index(t,s,2));  
    DestroyString(t); // 销毁操作同清空  
}