用c语言写一个包含后缀数组的初始化、插入、删除、查看、查找功能的代码,每行代码要有解析,以及列出后缀数组的应用
时间: 2024-10-14 16:04:50 浏览: 33
在C语言中,创建一个简单的后缀数组(Suffix Array)需要对字符串处理算法有深入的理解。后缀数组是一个重要的数据结构,常用于文本搜索、模式匹配等场景。以下是一个基础的后缀数组实现,包含了初始化、插入、删除、查看和查找的功能:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_LEN 100
// 后缀数组结构体
typedef struct {
char* suffix;
int index;
} Suffix;
// 初始化后缀数组
Suffix* init_suffix_array(char* str) {
int len = strlen(str);
Suffix* suffix_array = (Suffix*)malloc(len * sizeof(Suffix));
for (int i = 0; i < len; ++i)
suffix_array[i].suffix = str + i, suffix_array[i].index = i;
return suffix_array;
}
// 插入操作
void insert(Suffix* arr, char* new_str, int n) {
char* merged_str = realloc(arr->suffix, (arr->index + n + 1) * sizeof(char));
memcpy(merged_str + arr->index, new_str, n);
memmove(merged_str + arr->index + n, arr->suffix, arr->index);
free(arr->suffix);
arr->suffix = merged_str;
arr->index += n;
}
// 删除操作
void delete(Suffix* arr, int pos, int n) {
char* deleted_str = realloc(arr->suffix, (arr->index - n) * sizeof(char));
memmove(deleted_str, arr->suffix, pos);
memmove(deleted_str + pos, arr->suffix + n, arr->index - pos - n);
free(arr->suffix);
arr->suffix = deleted_str;
arr->index -= n;
}
// 查看特定索引的后缀
char* view_suffix(Suffix* arr, int index) {
return arr[index].suffix;
}
// 查找子串在字符串中的位置
int search_in_suffix_array(Suffix* arr, char* pattern) {
int len = strlen(pattern), i = 0;
for (; i <= arr->index - len; i++) {
if (memcmp(arr->suffix + i, pattern, len) == 0)
return i;
}
return -1; // 如果找不到,返回-1
}
int main() {
char str[] = "example string";
Suffix* arr = init_suffix_array(str);
// 示例操作
insert(arr, "new ", 4);
printf("New string: %s\n", view_suffix(arr, 9)); // 查看新插入部分的第9个后缀
printf("Substring 'ing': %d\n", search_in_suffix_array(arr, "ing")); // 查找"ing"
// 删除某个后缀
delete(arr, 11, 5);
printf("After deletion: %s\n", view_suffix(arr, 6)); // 查看删除后的第6个后缀
free(arr->suffix); // 注意释放内存
free(arr);
return 0;
}
```
解析:
1. `init_suffix_array` 函数创建一个动态大小的数组,存储字符串的所有后缀及其原始索引。
2. `insert` 和 `delete` 都涉及了字符串的动态分配和内存移动,以适应插入或删除的操作。
3. `view_suffix` 获取指定索引处的后缀。
4. `search_in_suffix_array` 使用线性搜索在后缀数组中查找指定的子串。
后缀数组的应用包括但不限于:
1. 文本排序:通过后缀数组可以快速找到字符串的所有最长公共前缀,便于进一步排序。
2. 模式匹配:KMP算法和Boyer-Moore算法都利用了后缀数组,提高搜索效率。
3. 字符串压缩:如Burrows-Wheeler变换,它依赖于后缀数组来生成新的字符串表示。
4. 数据分析:在生物信息学中,后缀数组用于DNA序列的比较和分析。
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