編寫一個程式實現模式串的各種模式匹配

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*Copyright (c) 2016, 煙臺大學計算機學院
*All rights reserved.
*檔名稱：main.cpp
*作者：張旺華
*完成日期： 2016 年 7 月 2 日
*版本號：v1.0
*問題描述：編寫一個程式實現模式串的各種模式匹配
*
*/
#include <stdio.h>
#define MaxSize 100    			//最多的字元個數
typedef struct
{
    char data[MaxSize];			//定義可容納MaxSize個字元的空間
    int length;             	//標記當前實際串長
} SqString;
void StrAssign(SqString &s,char cstr[])	//s為引用型引數
{
    int i;
    for (i=0; cstr[i]!='\0'; i++)
        s.data[i]=cstr[i];
    s.length=i;
}
void DispStr(SqString s)
{
    int i;
    if (s.length>0)
    {
        for (i=0; i<s.length; i++)
            printf("%c",s.data[i]);
        printf("\n");
    }
}
int Index(SqString s,SqString t)		//簡單匹配演算法
{
    int i=0,j=0;
    while (i<s.length && j<t.length)
    {
        if (s.data[i]==t.data[j])	//繼續匹配下一個字元
        {
            i++;					//主串和子串依次匹配下一個字元
            j++;
        }
        else						//主串、子串指標回溯重新開始下一次匹配
        {
            i=i-j+1;				//主串從下一個位置開始匹配
            j=0; 					//子串從頭開始匹配
        }
    }
    if (j>=t.length)
        return(i-t.length);			//返回匹配的第一個字元的下標
    else
        return(-1);					//模式匹配不成功
}
void GetNext(SqString t,int next[])
{
    int j,k;
    j=0;
    k=-1;
    next[0]=-1;
    while(j<t.length-1)
    {
        if(k==-1||t.data[j]==t.data[k])
        {
            j++;
            k++;
            next[j]=k;
        }
        else
            k=next[k];
    }
}
int KMPIndex(SqString s,SqString t)
{
    int next[MaxSize],i=0,j=0;
    GetNext(t,next);
    while(i<s.length&&j<t.length)
    {
        if(j==-1||s.data[i]==t.data[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
            j=next[j];
    }
    if(j>=t.length)
        return(i-t.length);
    else
        return(-1);
}
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)	//修正的KMP演算法
{
    int nextval[MaxSize],i=0,j=0;
    GetNextval(t,nextval);
    while (i<s.length && j<t.length)
    {
        if (j==-1 || s.data[i]==t.data[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
            j=nextval[j];
    }
    if (j>=t.length)
        return(i-t.length);
    else
        return(-1);
}

int main()
{
    int j;
    int next[MaxSize],nextval[MaxSize];
    SqString s,t;
    StrAssign(s,"abcabcdabcdeabcdefabcdefg");
    StrAssign(t,"abcdeabcdefab");
    printf("串s:");
    DispStr(s);
    printf("串t:");
    DispStr(t);
    printf("簡單匹配演算法:\n");
    printf("  t在s中的位置=%d\n",Index(s,t));
    GetNext(t,next);			//由模式串t求出next值
    GetNextval(t,nextval);		//由模式串t求出nextval值
    printf("    j   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",j);
    printf("\n");
    printf(" t[j]   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4c",t.data[j]);
    printf("\n");
    printf(" next   ");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",next[j]);
    printf("\n");
    printf(" nextval");
    for (j=0; j<t.length; j++)
        printf("%4d",nextval[j]);
    printf("\n");
    printf("KMP演算法:\n");
    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex(s,t));
    printf("改進的KMP演算法:\n");
    printf("  t在s中的位置=%d\n",KMPIndex1(s,t));
    return 0;
}

執行結果：