// c4-3.h 串的块链存储结构(见图4.7)
#define CHUNK_SIZE 4 // 可由用户定义的块大小
struct Chunk
{
char ch[CHUNK_SIZE];
Chunk *next;
};
struct LString
{
Chunk *head,*tail; // 串的头和尾指针
int curlen; // 串的当前长度
};
图48 是根据c4-3.h 定义的串“ABCDEFGHI”的一种可能的存储形式(“#”作为
填补空余的字符，不计为串的字符)。
// bo4-3.cpp 串采用块链存储结构(由c4-3.h定义)的基本操作(15个)
#define DestroyString ClearString // DestroyString()与ClearString()作用相同
void InitString(LString &T)
{ // 初始化(产生空串)字符串T。另加(见图4.9)
T.curlen=0;
T.head= T.tail=NULL;
}
Status StrAssign(LString &T,char *chars)
{ // 生成一个其值等于chars的串T(要求chars中不包含填补空余的字符)。成功返回OK；否则返回ERROR
int i,j,k,m;
Chunk *p,*q;
i=strlen(chars); // i为串的长度
if(!i||strchr(chars,blank)) // 串长为0或chars中包含填补空余的字符
return ERROR;
T.curlen=i;
j=i/CHUNK_SIZE; // j为块链的结点数
if(i%CHUNK_SIZE)
j++;
for(k=0;k<j;k++)
{
p=(Chunk*)malloc(sizeof(Chunk)); // 生成块结点
if(!p) // 生成块结点失败
return ERROR;
for(m=0;m<CHUNK_SIZE&&*chars;m++) // 给块结点的数据域赋值
*(p->ch+m)=*chars++;
if(k==0) // 第一个链块
T.head=q=p; // 头指针指向第一个链块
else
{
q->next=p;
q=p;
}
if(!*chars) // 最后一个链块
{
T.tail=q;
q->next=NULL;
for(;m<CHUNK_SIZE;m++) // 用填补空余的字符填满链表
*(q->ch+m)=blank;
}
}
return OK;
}
Status ToChars(LString T,char* &chars)
{ // 将串T的内容转换为字符串，chars为其头指针。成功返回OK；否则返回ERROR。另加
Chunk *p=T.head; // p指向第1个块结点
int i;
char *q;
chars=(char*)malloc((T.curlen+1)*sizeof(char));
if(!chars||!T.curlen) // 生成字符串数组失败或串T长为0
return ERROR;
q=chars; // q指向chars的第1个字符
while(p) // 块链没结束
{
for(i=0;i<CHUNK_SIZE;i++)
if(p->ch[i]!=blank) // 当前字符不是填补空余的字符
*q++=(p->ch[i]); // 赋给q所指字符空间
p=p->next;
}
chars[T.curlen]=0; // 串结束符
return OK;
}
Status StrCopy(LString &T,LString S)
{ // 初始条件：串S存在
// 操作结果：由串S复制得串T，去掉填补空余的字符。成功返回OK；否则返回ERROR
char *c;
Status i;
if(!ToChars(S,c)) // c为串S的内容
return ERROR;
i=StrAssign(T,c); // 将串S的内容赋给T
free(c); // 释放c的空间
return i;
}
Status StrEmpty(LString 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.curlen) // 非空
return FALSE;
else
return TRUE;
}
int StrCompare(LString S,LString 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
char *s,*t;
Status i;
if(!ToChars(S,s)) // s为串S的内容
return ERROR;
if(!ToChars(T,t)) // t为串T的内容
return ERROR;
i=strcmp(s,t); // 利用C的库函数
free(s); // 释放s，t的空间
free(t);
return i;
}
int StrLength(LString S)
{ // 返回S的元素个数，称为串的长度
return S.curlen;
}
void ClearString(LString &S)
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：将S清为空串
Chunk *p,*q;
p=S.head;
while(p)
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
S.head=S.tail=NULL;
S.curlen=0;
}
Status Concat(LString &T,LString S1,LString S2)
{ // 用T返回由S1和S2联接而成的新串(中间可能有填补空余的字符)
LString a1,a2;
Status i,j;
InitString(a1);
InitString(a2);
i=StrCopy(a1,S1);
j=StrCopy(a2,S2);
if(!i||!j) // 至少有1个串拷贝不成功
return ERROR;
T.curlen=S1.curlen+S2.curlen; // 生成串T
T.head=a1.head;
a1.tail->next=a2.head; // a1,a2两串首尾相连
T.tail=a2.tail;
return OK;
}
Status SubString(LString &Sub, LString 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
char *b,*c;
Status i;
if(pos<1||pos>S.curlen||len<0||len>S.curlen-pos+1) // pos或len值不合法
return ERROR;
if(!ToChars(S,c)) // c为串S的内容
return ERROR;
b=c+pos-1; // b指向串c中串Sub内容的首地址
b[len]=0; // Sub结束处赋0(字符串结束符)
i=StrAssign(Sub,b); // 将串b的内容赋给Sub
free(c);
return i;
}
int Index(LString S,LString T,int pos)
{ // 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 i,n,m;
LString sub;
if(pos>=1&&pos<=StrLength(S)) // pos满足条件
{
n=StrLength(S); // 主串长度
m=StrLength(T); // 串T长度
i=pos;
while(i<=n-m+1)
{
SubString(sub,S,i,m); // sub为从S的第i个字符起，长度为m的子串
if(StrCompare(sub,T)) // sub不等于T
++i;
else
return i;
}
}
return 0;
}
Status StrInsert(LString &S, int pos,LString T)
{ // 1≤pos≤StrLength(S)+1。在串S的第pos个字符之前插入串T
char *b,*c;
int i,j;
Status k;
if(pos<1||pos>S.curlen+1) // pos的值超出范围
return ERROR;
if(!ToChars(S,c)) // c为串S的内容
return ERROR;
if(!ToChars(T,b)) // b为串T的内容
return ERROR;
j=(int)strlen(c); // j为串S的最初长度
c=(char*)realloc(c,(j+strlen(b)+1)*sizeof(char)); // 增加c的存储空间
for(i=j;i>=pos-1;i--)
c[i+strlen(b)]=c[i]; // 为插入串b腾出空间
for(i=0;i<(int)strlen(b);i++) // 在串c中插入串b
c[pos+i-1]=b[i];
InitString(S); // 释放S的原有存储空间
k=StrAssign(S,c); // 由c生成新的串S
free(b);
free(c);
return k;
}
Status StrDelete(LString &S,int pos,int len)
{ // 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串
char *c;
int i;
Status k;
if(pos<1||pos>S.curlen-len+1||len<0) // pos，len的值超出范围
return ERROR;
if(!ToChars(S,c)) // c为串S的内容
return ERROR;
for(i=pos+len-1;i<=(int)strlen(c);i++)
c[i-len]=c[i]; // c为删除后串S的内容
InitString(S); // 释放S的原有存储空间
k=StrAssign(S,c); // 由c生成新的串S
free(c);
return k;
}
Status Replace(LString &S,LString T,LString 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(LString T)
{ // 输出字符串T。另加
int i=0,j;
Chunk *h;
h=T.head;
while(i<T.curlen)
{
for(j=0;j<CHUNK_SIZE;j++)
if(*(h->ch+j)!=blank) // 不是填补空余的字符
{
printf("%c",*(h->ch+j));
i++;
}
h=h->next;
}
printf("
");
}
// main4-3.cpp 检验bo4-3.cpp的主程序
char blank='#'; // 全局变量，用于填补空余
#include"c1.h"
#include"c4-3.h"
#include"bo4-3.cpp"
void main()
{
char *s1="ABCDEFGHI",*s2="12345",*s3="",*s4="asd#tr",*s5="ABCD";
Status k;
int pos,len;
LString t1,t2,t3,t4;
InitString(t1);
InitString(t2);
printf("初始化串t1后，串t1空否？%d(1:空0:否) 串长=%d
",StrEmpty(t1),StrLength(t1));
k=StrAssign(t1,s3);
if(k==ERROR)
printf("出错
"); // 不能生成空串
k=StrAssign(t1,s4);
if(k==ERROR)
printf("出错
"); // 不能生成含有变量blank所代表的字符的串
k=StrAssign(t1,s1);
if(k==OK)
{
printf("串t1为");
StrPrint(t1);
}
else
printf("出错
");
printf("串t1空否？%d(1:空0:否) 串长=%d
",StrEmpty(t1),StrLength(t1));
StrAssign(t2,s2);
printf("串t2为");
StrPrint(t2);
StrCopy(t3,t1);
printf("由串t1拷贝得到串t3,串t3为");
StrPrint(t3);
InitString(t4);
StrAssign(t4,s5);
printf("串t4为");
StrPrint(t4);
Replace(t3,t4,t2);
printf("用t2取代串t3中的t4串后，串t3为");
StrPrint(t3);
ClearString(t1);
printf("清空串t1后，串t1空否？%d(1:空0:否) 串长=%d
",StrEmpty(t1),StrLength(t1));
Concat(t1,t2,t3);
printf("串t1(=t2+t3)为");
StrPrint(t1);
pos=Index(t1,t3,1);
printf("pos=%d
",pos);
printf("在串t1的第pos个字符之前插入串t2，请输入pos: ");
scanf("%d",&pos);
k=StrInsert(t1,pos,t2);
if(k)
{
printf("插入串t2后，串t1为");
StrPrint(t1);
}
else
printf("插入失败！
");
printf("求从t1的第pos个字符起,长度为len的子串t2,请输入pos,len: ");
scanf("%d,%d",&pos,&len);
SubString(t2,t1,pos,len);
printf("串t2为");
StrPrint(t2);
printf("StrCompare(t1,t2)=%d
",StrCompare(t1,t2));
printf("删除串t1中的子字符串：从第pos个字符起删除len个字符。请输入pos,len：");
scanf("%d,%d",&pos,&len);
k=StrDelete(t1,pos,len);
if(k)
{
printf("从第%d位置起删除%d个元素后串t1为",pos,len);
StrPrint(t1);
}
DestroyString(t1); // 销毁操作同清空
}代码的运行结果如下：
/* 初始化串t1后，串t1空否？1(1:空0:否) 串长=0 出错 出错 串t1为ABCDEFGHI 串t1空否？0(1:空0:否) 串长=9 串t2为12345 由串t1拷贝得到串t3,串t3为ABCDEFGHI 串t4为ABCD 用t2取代串t3中的t4串后，串t3为12345EFGHI 清空串t1后，串t1空否？1(1:空0:否) 串长=0 串t1(=t2+t3)为1234512345EFGHI pos=6 在串t1的第pos个字符之前插入串t2，请输入pos: 1 插入串t2后，串t1为123451234512345EFGHI 求从t1的第pos个字符起,长度为len的子串t2,请输入pos,len: 3,2 串t2为34 StrCompare(t1,t2)=-1 删除串t1中的子字符串：从第pos个字符起删除len个字符。请输入pos,len：6,15 从第6位置起删除15个元素后串t1为12345 Press any key to continue */
由bo4-3.cpp 可见，串的块链存储结构优势很少，一般不用。