實驗三 串的模式匹配
阿新 • • 發佈:2020-11-01
這個作業屬於哪個課程 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020 |
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這個作業要求在哪裡 | https://edu.cnblogs.com/campus/qdu/DS2020/homework/11392 |
這個作業的目標 | <串的模式匹配> |
學號 | 2018204153 |
一、實驗目的
1、瞭解串的基本概念
2、掌握串的模式匹配演算法的實現
二、實驗預習
說明以下概念
1、模式匹配:模式匹配是資料結構中字串的一種基本運算,給定一個子串,要求在某個字串中找出與該子串相同的所有子串,這就是模式匹配。
2、BF演算法:暴風(Brute Force)演算法是普通的模式匹配演算法,BF演算法的思想就是將目標串S的第一個字元與模式串T的第一個字元進行匹配,若相等,則繼續比較S的第二個字元和 T的第二個字元;若不相等,則比較S的第二個字元和T的第一個字元,依次比較下去,直到得出最後的匹配結果。BF演算法是一種蠻力演算法。
3、KMP演算法:kmp演算法是一種改進的字串匹配演算法,由D.E.Knuth,J.H.Morris和V.R.Pratt提出的,因此人們稱它為克努特—莫里斯—普拉特操作。
它的核心是利用匹配失敗後的資訊,儘量減少模式串與主串的匹配次數以達到快速匹配的目的。具體實現是通過一個next()函式實現,函式本身包含了模式串的區域性匹配資訊。kmp演算法的時間複雜度O(m+n)。
三、實驗內容和要求
1、閱讀並執行下面程式,根據輸入寫出執行結果。
#include<stdio.h> #include<string.h> #define MAXSIZE 100 typedef struct{ char data[MAXSIZE]; int length; }SqString; int strCompare(SqString *s1,SqString *s2); /*串的比較*/ void show_strCompare(); void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub); /*求子串*/ void show_subString(); int strCompare(SqString *s1,SqString *s2){ int i; for(i=0;i<s1->length&&i<s2->length;i++) if(s1->data[i]!=s2->data[i]) return s1->data[i]-s2->data[i]; return s1->length-s2->length; } void show_strCompare(){ SqString s1,s2; int k; printf("\n***show Compare***\n"); printf("input string s1:"); gets(s1.data); s1.length=strlen(s1.data); printf("input string s2:"); gets(s2.data); s2.length=strlen(s2.data); if((k=strCompare(&s1,&s2))==0) printf("s1=s2\n"); else if(k<0) printf("s1<s2\n"); else printf("s1>s2\n"); printf("\n***show over***\n"); } void strSub(SqString *s,int start,int sublen,SqString *sub){ int i; if(start<1||start>s->length||sublen>s->length-start+1){ sub->length=0; } for(i=0;i<sublen;i++) sub->data[i]=s->data[start+i-1]; sub->length=sublen; } void show_subString(){ SqString s,sub; int start,sublen,i; printf("\n***show subString***\n"); printf("input string s:"); gets(s.data); s.length=strlen(s.data); printf("input start:"); scanf("%d",&start); printf("input sublen:"); scanf("%d",&sublen); strSub(&s,start,sublen,&sub); if(sub.length==0) printf("ERROR!\n"); else{ printf("subString is :"); for(i=0;i<sublen;i++) printf("%c",sub.data[i]); } printf("\n***show over***\n"); } int main(){ int n; do { printf("\n---String---\n"); printf("1. strCompare\n"); printf("2. subString\n"); printf("0. EXIT\n"); printf("\ninput choice:"); scanf("%d",&n); getchar(); switch(n){ case 1:show_strCompare();break; case 2:show_subString();break; default:n=0;break; } }while(n); return 0; }
執行程式
輸入:
1
student
students
2
Computer Data Stuctures
10
4
執行結果:
2、實現串的模式匹配演算法。補充下面程式,實現串的BF和KMP演算法。
#include<stdio.h> #include<string.h> #define MAXSIZE 100 typedef struct{ char data[MAXSIZE]; int length; }SqString; int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start); void getNext(SqString *t,int next[]); int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]); void show_index(); int index_bf(SqString *s,SqString *t,int start){ int i,j,pos; if(t->length==0) return(0); pos=start; i=pos; j=0; while(i<s->length&&j<t->length) if(s->data[i]==t->data[j]) { i++;j++; } else { pos++; i=pos; j=0; } if(j>t->length) return(pos); else return(-1); } void getNext(SqString *t,int next[]){ int i=0,j=-1; next[0]=-1; while(i<t->length){ if((j==-1)||(t->data[i]==t->data[j])){ i++;j++;next[i]=j; }else j=next[j]; } } int index_kmp(SqString *s,SqString *t,int start,int next[]){ int i,j; if(t->length=0) return(0); while(i<s->length&&j<t->length) if(s->data[i]==t->data[j]) { i++;j++; } else j=next[j]; if(j>=t->length) return(i-j); else return(-1); } void show_index(){ SqString s,t; int k,next[MAXSIZE]={0},i; printf("\n***show index***\n"); printf("input string s:"); gets(s.data); s.length=strlen(s.data); printf("input string t:"); gets(t.data); t.length=strlen(t.data); printf("input start position:"); scanf("%d",&k); printf("BF:\nthe result of BF is %d\n",index_bf(&s,&t,k)); getNext(&t,next); printf("KMP:\n"); printf("next[]:"); for(i=0;i<t.length;i++) printf("%3d",next[i]); printf("\n"); printf("the result of KMP is %d\n",index_kmp(&s,&t,k,next)); printf("\n***show over***\n"); } int main(){ show_index(); return 0; }
輸入:
abcaabbabcabaacbacba
abcabaa
1
執行結果:
四、實驗小結
瞭解了串的基本概念,掌握了串的模式匹配演算法的實現 。