C语言实现串运算：子串提取与模式匹配

"串运算与操作 数据结构" 在数据结构领域，串（字符串）是一种重要的数据类型，它由一个或多个字符组成。串的运算与操作是数据结构学习中的基础部分，涉及字符串的处理和分析。这里我们将探讨两个特定的串运算函数：`string_sub` 和 `string_index`，它们分别实现了串的子串提取和KMP算法。 `string_sub` 函数是用来从一个字符串中提取指定位置和长度的子串。这个函数首先定义了两个字符数组 `s` 和 `sub`，分别用于存储原始字符串和子串。用户输入字符串后，通过计算字符串长度（`s_len`），可以检查用户指定的子串起始位置（`pos`）和长度（`len`）是否合法。如果超出范围，函数会给出错误提示并返回。合法情况下，函数将子串复制到 `sub` 数组，并在末尾添加结束符 `\0`，最后输出子串。 `string_index` 函数实现的是KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，该算法用于在一个字符串（`s1`）中查找另一个字符串（`s2`）的出现位置。首先，函数读取两个输入字符串，并计算它们的长度。接下来，构建KMP的next数组，该数组记录了模式串（`s2`）中每个字符之前最长的公共前缀。一旦next数组构建完成，KMP算法开始匹配过程，逐个比较 `s1` 和 `s2` 的字符，如果遇到不匹配的情况，利用next数组的信息快速跳过不匹配的部分，避免了不必要的回溯，从而提高了搜索效率。 KMP算法的核心在于利用next数组进行模式匹配。当主串（`s1`）的第 `i` 个字符与模式串（`s2`）的第 `j` 个字符不匹配时，根据next数组的值，可以迅速定位到模式串中下一个可能匹配的位置，而不需要重新从模式串的起始位置开始匹配，这大大减少了比较次数。 这两个函数展示了如何在C语言中实现基本的串操作，包括子串提取和高效的字符串搜索。在实际应用中，串的运算与操作广泛应用于文本处理、模式匹配、搜索引擎等多个领域，理解并掌握这些基础操作对于学习和开发相关的软件系统至关重要。