课程名称：数据结构

实验项目名称：串基本操作的实现

实验目的：

1．掌握串的模式匹配操作。

实验要求：

1、    分别使用BF和KMP算法完成串的模式匹配。

实验过程：

BF算法代码;;

1、    设计完成next值的计算函数；

2、    设计完成修正next值的函数；

3、    KMP算法代码；

扫描二维码关注公众号，回复： 9166929 查看本文章

4、    输入子串（aaac）和主串(aaabaaaaaac)

5、    输出子串在主串中开始的位置及不同算法比较的次数。

此部分实验报告中给出BF，next,修正next，KMP的代码。

实验结果：

输入： 子串：aaac； 主串：aaabaaaaaac

输出：BF,KMP,改进的KMP三种算法分别比较的次数及查找到的子串在主串中的位置。

   例：

   BF比较？？次       子串位置：8

   KMP比较？？次       子串位置：8

   改进KMP比较？？次    子串位置：8

实验分析：

1.普通next和修正next的区别；

2.列举调试运行过程中出现的错误并分析原因。

要求：

(1) 程序要添加适当的注释，程序的书写要采用缩进格式。

(2) 程序要具在一定的健壮性，即当输入数据非法时，程序也能适当地做出反应。

(3) 程序要做到界面友好，在程序运行时用户可以根据相应的提示信息进行操作。

(4) 上传源程序到课堂派。顺序表的源程序保存为Stringindex.cpp。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int N=100010;
typedef long long ll;
void Index_BF(string s,string t)//BF算法的实现 
{
	int i=0,j=0,cot=0;//两个指针 
	int x=s.length(),y=t.length();//求出两个串的长度 
	while(i<x&&j<y)
	{
		if(s[i]==t[j]) i++,j++;//只要相同两个指针就往后移动 
		else i=i-j+1,j=0;//如果不相同，i指针回到最初位置的下一位，j指针归零 
		cot++;//记录比较了多少次 
	}
	if(j>=y) printf("BF一共比较%d次   子串在主串中的位置从: %d 开始\n",cot,i-y+1);
	else printf("匹配失败\n");
}
void Index_KMP1(string s, string t, int next[])//kmp算法实现 
{
	int i=0,j=0,cot=0;//同上 
	int x=s.length(),y=t.length();//同上 
	while(i<x&&j<y)//两个串都未比较到串尾 
	{
		if(s[i]==t[j]||j==-1) i++,j++;//继续比较后继字符 
		else j=next[j];//模式串向右移动 
		cot++;
	}	
	if(j==y) printf("KMP一共比较%d次   子串在主串中的位置从: %d 开始\n",cot,i-y+1);
	else printf("匹配失败\n");
} 

void Index_KMP2(string s, string t, int next[])
{
	int i=0,j=0,cot=0;
	int x=s.length(),y=t.length();
	while(i<x&&j<y)
	{
		if(s[i]==t[j]||j==-1) i++,j++;		
		else j=next[j];
		cot++;
	}	
	if(j==y) printf("改进的KMP一共比较%d次   子串在主串中的位置从: %d 开始\n",cot,i-y+1);
	else printf("匹配失败\n");
} 
void Get_next(string t, int next[])//记录模式串t中next的值并存入next数组中 
{
	int i=0,j=-1;
	next[0]=-1;
	int y=t.length();
	while(i<y)
	{
		if(j==-1||t[i]==t[j]) i++,j++,next[i]=j;
		else j=next[j];
	}
}
void Get_nextval(string t, int nextval[])//记录模式串t中next的修正值并存入nextval数组中 
{
	int i=0,j=-1;
	nextval[0]=-1;
	int y=t.length();
	while(i<y)
	{
		if(j==-1||t[i]==t[j])
		{
			++i,j++;
			if(t[i]!=t[j]) nextval[i]=j;
			else nextval[i]=nextval[j];
		}
		else j=nextval[j];
	}
}
void menu()
{ 
	int next[N],nextval[N];
	string S,T;
	cout <<"请输入主串"<<endl;
	cin >>S;
	cout <<"请输入字串"<<endl;
	cin >>T;
	Index_BF(S,T);
	Get_next(T,next);
	Index_KMP1(S,T,next);
	Get_nextval(T,nextval);
	Index_KMP2(S,T,nextval);
}
int main()
{
	menu();
}