代碼面試之串(轉載)

串的基本概念
    串(或字符串),是由零個或多個字符組成的有窮序列。含零個字符的串稱爲空串,用Ф表示。
    串中所含字符的個數稱爲該串的長度(或串長)。
    當且僅當兩個串的長度相等而且各個對應位置上的字符都相同時,這兩個串纔是相等的。
    一個串中任意個連續字符組成的子序列(含空串,但不含串自己)稱爲該串的子串。例如,「a」、「ab」、「abc」和「abcd」等都是「abcde」的子串(平凡子串不包括自身)。

問題: 「abcde」有多少個平凡子串?
解:    空串數:1
    含1個字符的子串數:5
    含2個字符的子串數:4
    含3個字符的子串數:3
    含4個字符的子串數:2
共有1+2+3+4+5=15個子串。


串的存儲結構

串的順序存儲及其基本操做實現
      串是一種特殊的線性表,在非緊縮格式中,它的每一個結點僅由一個字符組成,所以存儲串的方法也就是存儲線性表的通常方法。存儲串最經常使用的方式是採用順序存儲,即把串的字符順序地存儲在內存一片相鄰的空間,這稱爲順序串。

串的非緊縮格式(一個單元存放一個字符)與串的緊縮格式(一個單元存放多個字符) ... ... 

順序存儲採用通常順序表的存儲結構,其類型定義以下:node

#define MaxSize 100
typedef struct
{
  char data[MaxSize];
  int len;
} strtype;//[緊縮格式]

     其中,ch域用來存儲字符串,len域用來存儲字符串的當前長度,MaxSize常量表示容許所存儲字符串的最大長度。在C語言中每一個字符串以'\0'標誌結束(在這個結構體中不須要用'\0'標誌結束,如下標爲0開始存入字符)。

ASCII比較字符串
  因爲 "大寫字母<小寫字母" ,而且a<b,所以在比較時ASCII大的字母比較靠前,但要特殊考慮大小寫夾雜的狀況

串的鏈式結構存儲
    鏈式方式存儲串,即用單鏈表形式存儲串。這稱爲鏈式串或鏈串。
鏈串中的結點類型定義:算法

typedef struct snode
{    char data;
     struct snode *next;
} LiString;


例:在鏈串中,設計一個算法把最早出現的子串"ab"改成"xyz"。    
解:在串s中找到最早出現的子串"ab",p指向data域值爲'a'的結點,其後爲data域值爲'b'的結點。將它們的data域值分別改成'x'和'z',再建立一個data域值爲'y'的結點,將其插入到*p以後。本例算法以下:數組

複製代碼
void Repl(LiString *&s)
{    
    iString *p=s->next,*q;int find=0;
    while (p->next!=NULL && find==0)
    {     
        if (p->data==‘a’ && p->next->data==‘b’)  /*找到*/    
        {   p->data='x';p->next->data='z';        
               /*替換爲xyz*/
                q=(lstring *)malloc(sizeof(lstring));
                q->data='y';q->next=p->next;
                p->next=q;
                find=1;
               }
               else p=p->next;
        }
}
複製代碼

擴展,編寫一個算法實現替換字符串(提示:查找(串的模式匹配,見下面的介紹)、替換相結合)
--------------------------------------------------------

重點:
串的模式匹配————(本人認爲較難,很難很難,不過絕對值得一學,學會了有成就感
    設有主串s和子串t,子串t的定位就是要在主串s中找到一個與子串t相等的子串。一般把主串s稱爲目標串,把子串t稱爲模式串,所以定位也稱做模式匹配。模式匹配成功是指在目標串s中找到一個模式串t;不成功則指目標串s中不存在模式串t。 

算法一:BF算法(Brute-Force)
    Brute-Force簡稱爲BF算法,亦稱簡單匹配算法,其基本思路是:
    從目標串s="s0s1…sn-1"的第一個字符開始和模式串t="t0t1…tm-1"中的第一個字符比較,若相等,則繼續逐個比較後續字符;不然從目標串s的第二個字符開始從新與模式串t的第一個字符進行比較。依次類推,若從模式串s的第i個字符開始,每一個字符依次和目標串t中的對應字符相等,則匹配成功,該算法返回i;不然,匹配失敗,函數返回-1。 

一種實現:函數

複製代碼
int indexpos(SqString str,SqString substr)
{    int i,j,k,idx=-1;
    for (i=0;i<str.len;i++)
    {   
         for (j=i,k=0;str.data[j]==substr.data[k];j++,k++);
         if (k==substr.len) //注意j每次從i開始,有回溯
                  return(i);
    }
    return(-1);
}
複製代碼


二種實現:lua

複製代碼
int index(SqString s,SqString t)
{  
    int i=0,j=0,k;
    while (i<s.len && j<t.len)
    {    if (s.data[i]==t.data[j])      /*繼續匹配下一個字符*/
    {     i++; j++;  }   /*主串和子串依次匹配下一個字符*/
    else     /*主串、子串指針回溯從新開始下一次匹配*/
    {     
                  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.len)   k=i-t.len;     /*返回匹配的第一個字符的下標*/
     else  k=-1;                /*模式匹配不成功*/
     return k;
  } 
複製代碼


上面這兩個算法都不怎麼難理解~~
關鍵是下面這個KMP模式匹配算法:

算法二:
現在呢我也是,似懂非懂,半懂加不懂~~~
固然裏面最重要的一步就是求next數組~~~
next數組的功能是,字符串在匹配失效時,主串不用再向前作回溯操做即沒有 i=i-j+1; 這步
而只對模式串作右滑操做,到底右滑多少,由next對應模式失配的下標決定。
而相應next數組的產生只取決模式自身,其證實亦很簡單
關鍵是如何獲得next數組。。。。spa

 

串的操做實現代碼以下:設計

//串的順序存儲..
//結構體定義..
#include<stdio.h>
#define MAX 100
typedef struct
{
 char S[MAX];
}SString;
//串的初始化..
void Init_Str(SString &SS)
{
 for(int i=0;i<MAX;i++)
 {
  SS.S[i]='\0';  //把全部值都賦'\0'..
 }
}

//求串的長度..
int Length_Str(SString SS)
{
 int length=0;
 while(SS.S[length]!='\0')  //不是'\0'的話就累加起來,知道最後就知道了長度..
 {
  length++;
 }
 return length;
}

//串的賦值..
void StrEvaluate(SString &SS,char S1[])
{
 for(int i=0;S1[i]!='\0';i++)  //這語句前面能夠初始化一下SS.S[]也行..
 {
  SS.S[i]=S1[i];
 }
}

//串的連接..
void StrConcat(SString &SS,SString &S1)
{
 int len1,len2;
 len1=Length_Str(SS);
 len2=Length_Str(S1);
 if(len1+len2+1<MAX)
 {
  for(int i=0;i<len2;i++)
  {
   SS.S[len1+i]=S1.S[i];
  }
 }
 else
 {
  printf("你輸入的字符串長度超過了MAX!!!");
 }
}

//求串的字串..
SString SubStr(SString &SS,int i,int length) //SS的第i個位置開始去length長的字串..而後返回..
{
 SString S1;
 Init_Str(S1);
 if(i+length<Length_Str(SS))  //判斷字串的長度是否合法..
 {
  for(int j=i;j<=i+length;j++)
  {
   S1.S[j-i]=SS.S[j];
  }
 }
 else
 {
  printf("所取的length超出主串的長度!!!");
 }
 return S1;
}

//串的比較..
int StrComp(SString S1,SString S2)
{
 int i=0;
 while(S1.S[i]==S2.S[i]&&S1.S[i]!='\0')  //第一個元素開始判斷是否相等..不相等的話來判斷那個大那個小..
 {
  i++;
 }
 if(S1.S[i]==S2.S[i])
 {
  return 0;
 }
 else if(S1.S[i]>S2.S[i])
 {
  return 1;
 }
 else
 {
  return -1;
 }
}

//主函數..
int main()
{
 int k=0,len=0;
 SString SS,S1,S2,S3;
 char ch1[20]={'a','b','c','d','e','f'};
 char ch2[20]={'k','l','n','m','j','k'};
 char ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8,ch9;
 char flag=1,flag1=1;
 while(flag)
 {
  printf("**************************************\n");
  printf("*\t1  初始化串\n");
  printf("*\t2  求串的長度\n");
  printf("*\t3  串的賦值\n");
  printf("*\t4  串的連接\n");
  printf("*\t5  求字串\n");
  printf("*\t6  串的比較\n");
  printf("*\t11 推出程序\n");
  printf("**************************************\n");
  scanf("%c",&ch3);
  switch(ch3)
  {
  case '1':
   while(flag1)
   {
   printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. SS初始化\n");
   printf("-\t2. S1初始化\n");
   printf("-\t3. S2初始化\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch4);
   switch(ch4)
   {
   case '1':
    Init_Str(SS);
    printf("SS初始化成功!");
    break;
   case '2':
    Init_Str(S1);
    printf("S1初始化成功!");
    break;
   case '3':
    Init_Str(S2);
    printf("S2初始化成功!");
    break;
   case '4':
    flag1=0;
    printf("renyijian!!");
          //default:
   } 
        
   getchar();
   }

  case '2':
         printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. 求SS長度\n");
   printf("-\t2. 求S1長度\n");
   printf("-\t3. 求S2長度\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch5);
   switch(ch5)
   {
   case '1':
    len=Length_Str(SS);
    printf("SS長度=%d",len);
    break;
   case '2':
    len=Length_Str(S1);
    printf("S1長度=%d",len);
    break;
   case '3':
    len=Length_Str(S2);
    printf("S2長度=%d",len);
    break;
   default:
    printf("changdu\n");
   }
  case '3':
   while(flag)
   {
            printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. SS賦值\n");
   printf("-\t2. S1賦值\n");
   printf("-\t3. S2賦值\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch6);
   switch(ch6)
   {
   case '1':
    StrEvaluate(SS,ch1);
    printf("SS賦值成功\n!");
    break;
   case '2':
    StrEvaluate(S1,ch2);
    printf("S1賦值成功\n!");
    break;
   case '3':
    StrEvaluate(S2,ch1);
    printf("S2賦值成功\n!");
    break;
   //default:
    //printf("fuzhi\n");
   }
   getchar();
   }
  case '4':
            printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. SS和S1連接\n");
   printf("-\t2. SS和S2連接\n");
   printf("-\t3. S1和S2連接\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch7);
   switch(ch7)
   {
   case '1':
    StrConcat(SS,S1);
    printf("SS和S1連接成功!");
    break;
   case '2':
    StrConcat(SS,S2);
    printf("SS和S2連接成功!");
    break;
   case '3':
    StrConcat(S1,S2);
    printf("S2和S1連接成功!");
    break;
   default:
    printf("lianjie\n");
   }
  case '5':
            printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. SS的字串\n");
   printf("-\t2. S1的子串\n");
   printf("-\t3. S2的子串\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch8);
   switch(ch8)
   {
   case '1':
    S3=SubStr(SS,3,3);
    break;
   case '2':
    S3=SubStr(S1,3,3);
    break;
   case '3':
    S3=SubStr(S2,3,3);
    break;
   default:
    printf("zichuan\n");
   }
            case '6':
            printf("\t---------------\n");
   printf("-\t1. SS和S1比較\n");
   printf("-\t2. SS和S2比較\n");
   printf("-\t3. S1和S2比較\n");
   printf("\t---------------\n");
   scanf("%c",&ch9);
   switch(ch9)
   {
   case '1':
    k=StrComp(SS,S1);
    printf("%d",k);
    printf("SS和S1比較成功!");
    break;
   case '2':
    k=StrComp(SS,S2);
    printf("%d",k);
    printf("SS和S2比較成功!");
    break;
   case '3':
    k=StrComp(S1,S2);
    printf("%d",k);
    printf("S2和S1比較成功!");
    break;
   default:
    printf("比較\n");
   }
  case '11':
   flag=0;
   printf("任意鍵結束程序..");
  }
  getchar();
 }
 return 0;
}
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