字符串采用带头结点的单链表存储(非紧凑格式),设计模式匹配算法 Index(S,T)。要求: (1)声明与存储结构相关的类型; (2)用 C语言描述解决问题的算法.
时间: 2024-10-18 18:21:50 浏览: 35
在处理字符串采用带头结点的单链表存储的情况下,我们可以使用动态规划的思想来设计模式匹配算法,例如KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法。首先,我们需要声明与链表相关的类型:
```c
// 定义链表节点结构
typedef struct Node {
char data; // 节点字符
struct Node* next; // 指向下一颗节点
} ListNode;
// 定义字符串列表结构
typedef struct {
ListNode* head; // 头节点
} LinkedListString;
```
接下来,我们可以编写 `Index` 函数来实现KMP算法:
```c
#include <string.h>
// 计算KMP失败函数
void computeFailArray(int* fail, const char* pattern, int length) {
int k = 0;
for (int i = 1; i < length; i++) {
while (k > 0 && pattern[i] != pattern[k]) {
k = fail[k - 1];
}
if (pattern[i] == pattern[k]) {
k++;
}
fail[i] = k;
}
}
// 模式匹配函数
int Index(const LinkedListString* S, const LinkedListString* T) {
int* fail = (int*)malloc(sizeof(int) * T->length); // 初始化失败函数数组
computeFailArray(fail, T->head->data, T->length); // 计算T的失败函数
ListNode* S_cur = S->head;
ListNode* T_cur = T->head;
int index = 0; // 当前匹配位置
while (S_cur != NULL && T_cur != NULL) {
if (S_cur->data == T_cur->data) {
index++;
S_cur = S_cur->next;
T_cur = T_cur->next;
} else if (index > 0) {
// 如果在S中有匹配失败,尝试从之前的失败位置开始查找
index = fail[index - 1];
} else {
// 如果S和T当前字符不匹配,且无法回退,返回-1
S_cur = S_cur->prev;
T_cur = T_cur->prev;
}
}
free(fail); // 释放内存
return index == T->length ? index : -1; // 如果完全匹配,返回索引,否则返回-1
}
```
在这个算法中,`computeFailArray` 函数用于计算模式串T的失败函数,`Index` 函数则遍历主串S,利用失败函数跳过不必要的比较,提高了搜索效率。当匹配结束时,返回当前索引,如果没有找到匹配,返回-1。
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