字符串操作(算法及数据结构课程设计)

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1、字符串操作一、问题描述字符串是一种常见的数据类型，在现实生活中有着广泛的应用。本次课程设计需要选择合适的结构完成字符串的建立，实现串的基本操作，编写三种模式匹配算法和字符串的加密与解密算法，并利用它们实现字符串的应用:包括文本文件对单词的检索和计数。二、基本要求程序要求选择合适的存储结构，并实现以下功能：1.完成串的基本操作，如：串的赋值，比较，连接，插入，删除；2.实现串的模式匹配，包括：穷举法，BF算法和KMP算法；3.字符串的应用：字符串的加密与解密；文本文件单词的计数；文本文件单词的检索；三、测试数据1.对模式匹配(穷举法，KMP算法和BF算法)的

2、测试：如：在“asdsfhasdasd”中找从第3个下标开始匹配的模式串“asd”。2.对加密与解密的测试：如：对串“afhbs537hsj/sjdh”加密，再将加密后的串还原。3.对文本文件单词的计数和检索的测试：如创建一个文本文件，在其中对单词“me”进行计数并且检索其所处行、列。四、算法思想1、用结构体SString记录字符串信息，其中ch代表字符串，length代表字符串长度。2、模式匹配：1）穷举法的Index（S,T,pos）：从位置开始通过SubString截取S中T长度的字符串，并与T通过StrCompare进行比较，若找到则返回位置；否则

3、继续。若没找到，返回-1。2）BF算法：IndexBF(S,T,pos)主串S从pos位置开始，模式串T从0位置开始，从目标串s=“s0s2…sn-1"的第一个字符开始和模式串t=“t0t2…tm-1"中的第一个字符比较,若相等,则继续逐个比较后续字符；否则从目标串s的第二个字符开始重新与模式串t的第一个字符进行比较。依次类推,若从模式串s的i位置字符开始,每个字符依次和目标串t中的对应字符相等,则匹配成功,该算法返回i；否则,匹配失败,函数返回-1。3）KMP算法：wilyes11收集博客(与学习无关)：http://blog.sina.com.cn/u

4、/1810231802该算法较BF算法有较大改进,主要是消除了主串指针的回溯,从而使算法效率有了某种程度的提高。定义next[j]函数，表明当模式中第j个字符与主串中相应字符“失配”时，在模式中需重新和主串中该字符进行比较的字符的位置。max{k

5、0

6、说明next[j+1]=k+1=next[j]+1。②若pk≠pj，可把求next值问题看成是一个模式匹配问题，整个模式串既是主串，又是子串。Kmp:从S的pos位置开始与T进行匹配，若S与T对应位置相等或T回到0位置时，S与T同时右移;否则T回到next[j]位置。3、字符串的加密、解密：1)Encrypt算法：对字符串中的单个字符c的二进制形式进行操作，通过右移和与位运算等其分为两部分，存储在两个字符中。2)Decrypt算法：对字符串中的单个字符c的二进制形式进行操作，通过左移和与位运算等两个字符还原累加，得到原字符。4.文本文件单词的检索与计数；1

7、）建立文件的实现思路是：(1)定义一个串变量；(2)定义文本文件；(3)输入文件名，打开该文件；(4)循环读入文本行，写入文本文件，其过程如下：while(不是文件输入结束){读入一文本行至串变量；串变量写入文件；输入是否结束输入标志；｝(5)关闭文件。2）给定单词计数的实现思路是：(1)输入要检索的文本文件名，打开相应的文件；wilyes11收集博客(与学习无关)：http://blog.sina.com.cn/u/1810231802(2)输入要检索统计的单词；(3)循环读文本文件，读入一行，将其送入定义好的串中，并求该串的实际长度，调用串匹配函数进行

8、计数。具体描述如下：while(不是文件结束){读入一行并到串中；求出串长度；模式匹配函数计数；｝(4)关闭文件，输出统计结果。3）检索单词出现在文本文件中的行号、次数及其位置的实现思路是：(1)输入要检索的文本文件名，打开相应的文件；(2)输入要检索统计的单词；(3)行计数器置初值0；(4)while(不是文件结束){读入一行到指定串中；求出串长度；行单词计数器0；调用模式匹配函数匹配单词定位、该行匹配单词计数；行号计数器加1；if(行单词计数器!=0)输出行号、该行有匹配单词的个数以及相应的位置；}五、模块划分1.串的模式匹配：穷举法:Index(S,

9、T,pos)S为主串，T为模式串，从pos位置开始进行BF算法:I