C语言字符串的模式匹配
数据结构面试之十四——字符串的模式匹配
题注：《面试宝典》有相关习题，但思路相对不清晰，排版有错误，作者对此参考相关书籍和自己观点进行了重写，供大家参考。
十四、字符串的模式匹配
1. 模式匹配定义——子串的定位操作称为串的模式匹配。
2. 普通字符串匹配BF算法（Brute Force 算法，即蛮力算法）
【算法思想】：
第（1）步；从主串S的第pos个字符和模式的第一个字符进行比较之，若相等，则继续逐个比较后续字符；否则从主串的下一个字符起再重新和模式串的字符比较之。
第（2）步骤；依次类推，直至模式T中的每一个字符依次和主串S中的一个连续的字符序列相等，则称匹配成功；函数值为和模式T中第一个字符相等的字符在主串S中的序号，否则称为匹配不成功，函数值为0。
比如对于主串S=”abacababc”; 模式串T=”abab”; 匹配成功，返回4。
对于主串S=”abcabcabaac”; 模式串T=”abab”; 匹配不成功，返回0。
【算法实现】：
//普通字符串匹配算法的实现
int Index(char* strS, char* strT, int pos)
{
//返回strT在strS中第pos个字符后出现的位置。
int i = pos;
int j = 0;
int k = 0;
int lens = strlen(strS);
int lent = strlen(strT);
while(i < lens && j < lent)
{
if(strS[i+k] == strT[j])
{
++j; //模式串跳步
++k; //主串(内)跳步
}
else
{
i = i+1;
j=0; //指针回溯，下一个首位字符
k=0;
}
}//end i
if(j >= lent)
{
return i;
}
else
{
return 0;
}
}//end
[算法时间复杂度]：设主串长度为m,模式串的长度为n。一般情况下n 最好时间复杂度：举例，主串S=”ababaababc”; 模式串T=”abab”; 比较次数为n次。时间复杂度为O（n）。 最坏时间复杂度：举例，主串S=”000000000000000000001”（20个0，1个1）; 模式串T=”00001”（4个0，1个1）;比较次数为17*5次。时间复杂度接近O（m*n）。整个匹配过程需要多次回溯（有16次回溯）。 平均时间复杂度：O(m*n)。 [空间复杂度]：O（1），不需要额外开辟空间存储。 3. KMP算法——是一种线性时间复杂的字符串匹配算法，它是对BF算法改进。 [时间复杂度]：O(m+n)，即：O(strlen(S) + strlen(T)) [空间复杂度]：O(n)，即：O(strlen(T)) 【核心思想】：是利用已经得到的部分匹配信息来进行后面的匹配过程。 【next（j）定义】:表示当p i不等于t r时，下一次将p next[i]与t r开始继续后继对应字符的比较。 其中next[0]=-1,表明当p0不等于t r时，将从p-1与t r开始继续后继对应字符的比较；显然p-1是不存在的，我们可以将这种情况理解成下一步将从p0与t r+1开始继续后继对应字符的比较。 举例说明1：模式串p=“google”,对应的next[j]={-1,0,0,0,1,0}。 解读： 举例说明2：模式串p=“abaabcaba”，对应的next[j]={-1,0,0,1,1,2,0,1,2}。 【KMP算法实现】： 第一步：求解next数组。 typedef struct { char str[100]; int length; }seqString; //根据模式t的组成求其对应的next数组。 void getNext(seqString t, int next[]) { next[0] = -1; int i = 0; int j = -1; while(i < t.length) { if(j == -1 || t.str[i] == t.str[j]) { ++i; ++j; next[i] = j; } else { j = next[j]; } }//end while cout << "next[ "<< t.length << " ]" << endl; for(i = 0; i < t.length; i++) { cout << next[i] << "\t"; } cout << endl; }//end 第二步：KMP匹配算法的实现。 //t代表正文源串，p代表模式匹配串，next代表匹配next数组 int kmp(seqString t, seqString p, int next[]) { int i = 0; int j = 0; while(i < t.length && j < t.length) { if(j == -1 || t.str[i] == p.str[j]) { i++; j++; } else { j = next[j]; } } if(j == p.length) { return( i -p.length); } else { return -1; } } int main() { int rtnPos = 0; seqString strS; strcpy(strS.str,"goodgoogle"); //源串 strS.length = strlen(strS.str); seqString strT; strcpy(strT.str,"abaabcaba"); //模式串 strT.length = strlen(strT.str); int *pNext = new int[strT.length]; getNext(strT,pNext); rtnPos = kmp(strS,strT,pNext); cout << rtnPos << endl; //输出匹配位置 return 0; } 4. 手动演示BF算法与KMP算法的不同（如下图所示）。 字符串的匹配不是很好理解，JULY曾经用很长的篇幅去讲，大家可以参考。很多材料讲的思路一致，但实现稍有差别，本文的实现和图示是一致的，有错误的话希望大家提出，不胜感激！ 在前面的图文中，我们讲了“串”这种数据结构，其中有求“子串在主串中的位置”（字符串的模式匹配）这样的算法。解决这类问题，通常我们的方法是枚举从A串（主串）的什么位置起开始与B串（子串）匹配，然后验证是否匹配。假设A串长度为n，B串长度为m，那么这种方法的复杂度是O(m*n)的。虽然很多时候复杂度达不到m*n（验证时只看头一两个字母就发现不匹配了），但是我们有许多“最坏情况”，比如： A=“aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab”，B=“aaaaaaaab”。 大家可以忍受朴素模式匹配算法（前缀暴力匹配算法）的低效吗？也许可以，也许无所谓。 有三位前辈D.E.Knuth、J.H.Morris、V.R.Pratt发表一个模式匹配算法，最坏情况下是O(m+n)，可以大大避免重复遍历的情况，我们把它称之为克努特-莫里斯-普拉特算法，简称KMP算法。 假如，A=“abababaababacb”，B=“ababacb”，我们来看看KMP是怎样工作的。我们用两个指针i和j分别表示，。也就是说，i是不断增加的，随着i 的增加j相应地变化，且j满足以A[i]结尾的长度为j的字符串正好匹配B串的前j个字符（j当然越大越好），现在需要检验A[i+1]和B[j+1]的关系。 例子： S=“abcdefgab” T=“abcdex” 对于要匹配的子串T来说，“abcdex”首字符“a”与后面的串“bcdex”中任意一个字符都不相等。也就是说，既然“a”不与自己后面的子串中任何一字符相等，那么对于主串S来说，前5位字符分别相等，意味着子串T的首字符“a”不可能与S串的第2到第5位的字符相等。朴素算法步骤2,3,4,5的判断都是多余，下次的起始位置就是第6个字符。 例子： S=“abcabcabc” T=“abcabx” 课程设计报告 课程设计题目：研究生初试录取 学生：俊 专业：计算机应用技术 班级： 1140302 指导教师：宋文琳 2012年 06 月 23日 目录 一）实验题目 (3) 二）实验目的 (3) 三）实验要求 (3) 四）实验思路 (4) 五）实验过程 (6) 六）实验调试和结果 (9) 七）实验小结 (13) 实验题目 字符串处理 （1）不使用系统库函数，编写多个函数实现； （2）定义字符数组存放字符串，从键盘输入； （3）调用不同的函数，实现字符串的连接、拷贝、比较、求字符串长度、对字符串字符进行排序、查找字符串中某个字符是否存在； （4）分别输出以上字符串处理的结果。 二）实验目的 本次课程设计的主要目的是综合运用所学的C语言知识解决一个比较实际的简单问题，侧重对数组、函数、指针、结构体等相关容的综合应用，使学生能进一步熟悉掌握C语言的基本语法，进一步提升编程能力并逐步培养编程思维，进而不断提高学生解决问题的能力，并为以后的语言学习打下良好的基础。三）实验要求 1. 学生独立完成课程设计的主要容； 2. 按照实验课表安排进行，不得无故旷课； 3．按照选题规则确定课程设计题目，不可随意更换，但可在完成规定的任务之后，根据 个人兴趣选做其它题目； 4．严格按照报告格式撰写课程设计报告； 5．程序实现方式可以自选，可采用指针、数组或其任意组合方式完成。 四）实验思路1）整体思路 五）实验过程 代码： #include C语言函数大全 1 字符测试函数 函数（及意义）函数分解Isalnum(){判断字符是否is alphbet(字母表) number(数字) 为字母或数字} Isalpha(){判断是否为英文is alphbet（字母表） 字母} Isblank(){空格和TAB} is blank(空格) Iscntrl() { 控制} is control(控制) Isdigit(){数字} is digit(数字) Isgraph(){除空格外的可打is graph(图表) 印字符} Islower(){是否为小写} is lowercase(小写) Isprintf(){可打印字符含空这个简单 字符} Ispunct(){标点或特殊符号is punctuation(标点) } Isspace(){检查是否为空字is space(空间) 符，即判断是否为空格，水平 定位字符“\t”,归位字符“\r ”,垂直定位字符“\v”,换行 字符“\n”，翻页“\f”} Isupper(){是否为大写字母is upper_case(大写) } Isxdigit(){十六进制} is hexadecimal digit(十六进制) Tolower(){将小写转换成 大写} Toupper(){将大写转换成这个简单（to change 或者to covert 或者 小写} transformation 字符串函数 Memchr(){在某一内存范围内查找一特定字符}Memory (储存)char（字符型炭）也可以是character (字符) Memcmp(){比较区域 str1,str2的前n个字节} Memory(同理)compare(比较) Memcpy(){由str2所指内存区域复 制n个字节到str1所指内存区域} Memory copy(复制) Memmove(){两个所指的内存区域 可重叠，但是内容会更改，函数 返回值为指向区域内存的指针} Memory move(移动) Memset(){把str所指的内存区域 的前N个字节设置成字符c} Set(设置) C 语言中处理字符串的各种自定义函数 关于 strcpy,strcmp,strcat,strlen 的自定义函数,它是为了避免调用库函数对代码兼容的局限性。要注意如下一些问题: 1. 检查输入的两个指针是否有效; 2. 检查两个字符串是否以 NULL 结尾; 3. 检查目标指针的空间是否大于等于原字符串的空间。 一. strcpy 自定义 char * sef_strcpy(char *str1,char *str2 { If( (NULL==str1||(NULL==str2 { printf(“ invalid argument(s” ; return; } char *strcopy=str1; while(… \0? != *str1++=*str2++ ; *str1=? \0? ; return strcopy; } 二. strcmp 的自定义 int sef_strcpy(char *str1,char *str2 { If( (NULL==str1||(NULL==str2 { printf(“ 输入参数错误,值为 NULL ! \n” ; return -1; } while(*str1&&*str2&&( *str1++==*str2++ ; return str1-str2; } 三. strcat 的自定义 char * sef_strcat(char *str1,char *str2 { If( (NULL==str1||(NULL==str2 { printf(“ 输入参数错误! ” ; return; } char *strcopy=str1; while(… \0? !=*str1 {str++;} while(… \0? != (*str1++=*str2++ ; *str1=? \0? ; return strcopy; } 四. strlen 的自定义函数 int sef_strlen(char *str { if(NULL==str { printf(“ 输入参数错误,值为NULL ! ” ; char *p=str; while(… \0? !=*str++ ; return str-p-1; Brute Force(BF或蛮力搜索) 算法： 这是世界上最简单的算法了。 首先将匹配串和模式串左对齐，然后从左向右一个一个进行比较，如果不成功则模式串向右移动一个单位。 速度最慢。 那么，怎么改进呢？ 我们注意到Brute Force 算法是每次移动一个单位，一个一个单位移动显然太慢，是不是可以找到一些办法，让每次能够让模式串多移动一些位置呢？ 当然是可以的。 我们也注意到，Brute Force 是很不intelligent 的，每次匹配不成功的时候，前面匹配成功的信息都被当作废物丢弃了，当然，就如现在的变废为宝一样，我们也同样可以将前面匹配成功的信息利用起来，极大地减少计算机的处理时间，节省成本。^_^ 注意，蛮力搜索算法虽然速度慢，但其很通用，文章最后会有一些更多的关于蛮力搜索的信息。 KMP算法 首先介绍的就是KMP 算法。 这个算法实在是太有名了，大学上的算法课程除了最笨的Brute Force 算法，然后就介绍了KMP 算法。也难怪，呵呵。谁让Knuth D.E. 这么world famous 呢，不仅拿了图灵奖，而且还写出了计算机界的Bible MySQL中的字符串模式匹配 本文关键字：MySQL 字符串模式匹配 MySQL提供标准的SQL模式匹配，以及一种基于象Unix实用程序如vi、grep 和sed的扩展正则表达式模式匹配的格式。 标准的SQL模式匹配 SQL的模式匹配允许你使用“_”匹配任何单个字符，而“%”匹配任意数目字符(包括零个字符)。在 MySQL中，SQL的模式缺省是忽略大小写的。下面显示一些例子。注意在你使用SQL模式时，你不能使用=或!=；而使用LIKE或NOT LIKE比较操作符。 例如，在表pet中，为了找出以“b”开头的名字： +--------+--------+---------+------+------------+------------+ | name | owner | species | sex | birth | death | +--------+--------+---------+------+------------+------------+ | Buffy | Harold | dog | f | 1989-05-13 | NULL | | Bowser | Diane | dog | m | 1989-08-31 | 1995-07-29 | +--------+--------+---------+------+------------+------------+ 为了找出以“fy”结尾的名字： +--------+--------+---------+------+------------+-------+ | name | owner | species | sex | birth | death | +--------+--------+---------+------+------------+-------+ | Fluffy | Harold | cat | f | 1993-02-04 | NULL | | Buffy | Harold | dog | f | 1989-05-13 | NULL | +--------+--------+---------+------+------------+-------+ 为了找出包含一个“w”的名字： +----------+-------+---------+------+------------+------------+ | name | owner | species | sex | birth | death | +----------+-------+---------+------+------------+------------+ C语言32个字符的定义 2009-03-01 21:49 auto ：声明自动变量一般不使用 double ：声明双精度变量或函数 int：声明整型变量或函数 struct：声明结构体变量或函数 break：跳出当前循环 else ：条件语句否定分支（与 if 连用） long ：声明长整型变量或函数 switch :用于开关语句 case：开关语句分支 enum ：声明枚举类型 register：声明积存器变量 typedef：用以给数据类型取别名（当然还有其他作用） char ：声明字符型变量或函数 extern：声明变量是在其他文件正声明（也可以看做是引用变量） return ：子程序返回语句（可以带参数，也看不带参数） union：声明联合数据类型 const ：声明只读变量 float：声明浮点型变量或函数 short ：声明短整型变量或函数 unsigned：声明无符号类型变量或函数 continue：结束当前循环，开始下一轮循环 for：一种循环语句(可意会不可言传） signed：生命有符号类型变量或函数 void ：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针（基本上就这三个作用）default：开关语句中的“其他”分支 goto：无条件跳转语句 sizeof：计算数据类型长度 volatile：说明变量在程序执行中可被隐含地改变 do ：循环语句的循环体 while ：循环语句的循环条件 static ：声明静态变量 if:条件语句 转义字符的定义 SqlServer中Sql语句的转义字符的使用(Escape charator) WHERE ProductName LIKE '[2005]%' 如果这样，他就找第一个字符是2,0,5之中的任何一个，而实际上不是这样的 这个时候就应该用转义，ESCAPE 关键字 WHERE ProductName LIKE '/[2005/]%' ESCAPE '/' /后边的都不是通配符了，而是一个字符。 like '%50/%%' ESCAPE '/' % _ [] [^] NOT LIKE '415%' 二、VBScript 转义字符（Escape Character) 目前我所知道的VBScript需要的转义字符就只有一个“"”（西文双引号）。在字符串中如果需要输入“"”，会和程序中的“"”混淆。因此我们在字符串内遇到要用“"”时一般用“""”（两个西文双引号）或“'”（一个西文单引号）替换。^AF 我们的第一个VBScript做的是一个E-Mail地址，我们现在用HTML语法让它带有链接。 一、VBScript 常量（Constant） 个人觉得这篇文章是网上的介绍有关KMP算法更让人容易理解的文章了，确实说得很“详细”，耐心地把它看完肯定会有所收获的～～，另外有关模式函数值next[i]确实有很多版本啊，在另外一些面向对象的算法描述书中也有失效函数f(j)的说法，其实是一个意思，即next[j]=f(j-1)+1，不过还是next[j]这种表示法好理解啊： KMP字符串模式匹配详解 KMP字符串模式匹配通俗点说就是一种在一个字符串中定位另一个串的高效算法。简单匹配算法的时间复杂度为O(m*n);KMP匹配算法。可以证明它的时间复杂度为O(m+n).。 一.简单匹配算法 先来看一个简单匹配算法的函数： int Index_BF ( char S [ ], char T [ ], int pos ) { /* 若串S 中从第pos(S 的下标0≤pos C语言字符串操作总结大全(超详细) 1）字符串操作 strcpy(p, p1) 复制字符串 strncpy(p, p1, n) 复制指定长度字符串 strcat(p, p1) 附加字符串 strncat(p, p1, n) 附加指定长度字符串 strlen(p) 取字符串长度 strcmp(p, p1) 比较字符串 strcasecmp忽略大小写比较字符串 strncmp(p, p1, n) 比较指定长度字符串 strchr(p, c) 在字符串中查找指定字符 strrchr(p, c) 在字符串中反向查找 strstr(p, p1) 查找字符串 strpbrk(p, p1) 以目标字符串的所有字符作为集合，在当前字符串查找该集合的任一元素strspn(p, p1) 以目标字符串的所有字符作为集合，在当前字符串查找不属于该集合的任一元素的偏移 strcspn(p, p1) 以目标字符串的所有字符作为集合，在当前字符串查找属于该集合的任一元素的偏移 * 具有指定长度的字符串处理函数在已处理的字符串之后填补零结尾符 2）字符串到数值类型的转换 strtod(p, ppend) 从字符串p 中转换double 类型数值，并将后续的字符串指针存储到ppend 指向的char* 类型存储。 strtol(p, ppend, base) 从字符串p 中转换long 类型整型数值，base 显式设置转换的整型进制，设置为0 以根据特定格式判断所用进制，0x, 0X 前缀以解释为十六进制格式整型，0 前缀以解释为八进制格式整型 atoi(p) 字符串转换到int 整型 atof(p) 字符串转换到double 符点数 atol(p) 字符串转换到long 整型 3）字符检查 isalpha() 检查是否为字母字符 isupper() 检查是否为大写字母字符 islower() 检查是否为小写字母字符 isdigit() 检查是否为数字 isxdigit() 检查是否为十六进制数字表示的有效字符 isspace() 检查是否为空格类型字符 iscntrl() 检查是否为控制字符 ispunct() 检查是否为标点符号 isalnum() 检查是否为字母和数字 isprint() 检查是否是可打印字符 isgraph() 检查是否是图形字符，等效于isalnum() | ispunct() Linux下常用C语言字符串操作函数 stroul， strdup snprintf() atio C中常用字符串操作函数 #include 数据结构面试之十四——字符串的模式匹配 题注：《面试宝典》有相关习题，但思路相对不清晰，排版有错误，作者对此参考相关书籍和自己观点进行了重写，供大家参考。 十四、字符串的模式匹配 1. 模式匹配定义——子串的定位操作称为串的模式匹配。 2. 普通字符串匹配BF算法（Brute Force 算法，即蛮力算法） 【算法思想】： 第（1）步；从主串S的第pos个字符和模式的第一个字符进行比较之，若相等，则继续逐个比较后续字符；否则从主串的下一个字符起再重新和模式串的字符比较之。 第（2）步骤；依次类推，直至模式T中的每一个字符依次和主串S中的一个连续的字符序列相等，则称匹配成功；函数值为和模式T中第一个字符相等的字符在主串S中的序号，否则称为匹配不成功，函数值为0。 比如对于主串S=”abacababc”; 模式串T=”abab”; 匹配成功，返回4。 对于主串S=”abcabcabaac”; 模式串T=”abab”; 匹配不成功，返回0。 【算法实现】： //普通字符串匹配算法的实现 int Index(char* strS, char* strT, int pos) { //返回strT在strS中第pos个字符后出现的位置。 int i = pos; int j = 0; int k = 0; int lens = strlen(strS); int lent = strlen(strT); while(i < lens && j < lent) { if(strS[i+k] == strT[j]) { ++j; //模式串跳步 ++k; //主串(内)跳步 } else { i = i+1; j=0; //指针回溯，下一个首位字符 k=0; } }//end i if(j >= lent) { return i; } else { return 0; } }//end [算法时间复杂度]：设主串长度为m,模式串的长度为n。一般情况下n 功能: 异常终止一个进程 用法: void abort(void) 函数名: abs 功能: 求整数的绝对值 用法: int abs(int i) 函数名: absread, abswirte 功能: 绝对磁盘扇区读、写数据 用法: int absread(int drive, int nsects, int sectno, void *buffer) int abswrite(int drive, int nsects, in tsectno, void *buffer 函数名: access 功能: 确定文件的访问权限 用法: int access(const char *filename, int amode) 函数名: acos 功能:反余弦函数 用法: double acos(double x) 函数名: allocmem 功能: 分配DOS存储段 用法:int allocmem(unsigned size, unsigned *seg) 函数名: arc 功能: 画一弧线 用法:void far arc(int x, int y, int stangle, int endangle, int radius)函数名: asctime 功能: 转换日期和时间为ASCII码 用法:char *asctime(const struct tm *tblock) 函数名: asin 功能:反正弦函数 用法: double asin(double x) 函数名: assert 功能: 测试一个条件并可能使程序终止 用法:void assert(int test) 函数名: atan 功能: 反正切函数 用法: double atan(double x) 实验7、字符串查找 目的 掌握字符串模式匹配的经典算法。 问题描述 分别用简单方法和KMP方法实现index在文本串中查找指定字符串的功能。 步骤 1.定义字符串类型 2.实现简单的index操作，从文本串中查找指定字符串。 3.实现KMP方法的index操作，从文本串中查找指定字符串。 4.[选]建立一个文本文件，读入每一行来测试自己完成的练习，观察并理解程序的各 个处理。 设备和环境 PC计算机、Windows操作系统、C/C++开发环境 结论 能够理解和掌握字符串模式匹配的典型算法。 思考题 1.对KMP算法分别用手工和程序对某个模式串输出next和nextval。 朴素算法： #include #define ERROR -2 #define MAXLEN 100//字符串的最大长度 char S[MAXLEN+10],T[MAXLEN+10],st[MAXLEN+10];//串S和串T int S0,T0; //S0：串S的长度 T0：串T的长度 int pos; //pos的起始位置 void Init(char *S,int &S0)//读入字符串 { int len,i; New_Input: scanf("%s",st);//读入字符串 len=strlen(st); if (len>MAXLEN)//如果字符串的长度大于规定的字符串最大长度 { printf("This String is too long,Please Input a new one.nn"); goto New_Input;//重新读入字符串 实验题目：字符串的模式匹配 一、实验描述 用BF算法实现字符串的模式匹配 二、实验目的和任务 从主串的第pos位置字符开始和模式子串字符比较，如果相等，则继续逐个比较后续字符；否则从主串的下一个字符起再重新和模式子串的字符比较。直到找到匹配字符串或者是主串结尾。 三、概要设计 BF(Brute Force)算法是普通的模式匹配算法，BF算法的思想就是将目标串S的第一个字符与模式串P的第一个字符进行匹配，若相等，则继续比较S的第二个字符和P的第二个字符；若不相等，则比较S的第二个字符和P的第一个字符，依次比较下去，直到得出最后的匹配结果。 四、运行与测试 #include { char *szSource = "ababcababa"; char *szSub = "ababa"; int index =BFMatch(szSource, szSub); printf("目标串包含匹配串的起始位置：%d",index); } 五、运行结果 六、实验心得 通过这次课程设计，让我了解了字符串的定位操作即字符串模式匹配的基本概念和算法,探讨了字符串模式匹配操作的最基本的BF匹配算法。虽然看起来很简单的程序，做起来却遇到了不少问题，编程中出行了一些小错误，多次查改之后再进行修改，所以我觉得在以后的学习中，我会更加注重实践，注重多练，多积累。 字符串操作 strchr 原型：char *strchr(const char* _Str,int _Val) char *strchr(char* _Str,int _Ch) 头文件：#include 对于设置了LC_COLLATE语言环境的情况下，则根据LC_COLLATE设置的语言排序方式进行比较。例如：汉字，根据拼音进行比较。 strcpy 原型：char *strcpy(char *dest, const char *src); 头文件：#include C语言库函数手册 分类函数,所在函数库为 ctype.h int isalpha(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')返回非0值,否则返回0 int isalnum(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')或数字('0'-'9') 返回非0值,否则返回0 int isascii(int ch) 若ch是字符(ASCII码中的0-127)返回非0值,否则返回0 int iscntrl(int ch) 若ch是作废字符(0x7F)或普通控制字符(0x00-0x1F) 返回非0值,否则返回0 int isdigit(int ch) 若ch是数字('0'-'9')返回非0值,否则返回0 int isgraph(int ch) 若ch是可打印字符(不含空格)(0x21-0x7E)返回非0值,否则返回0 int islower(int ch) 若ch是小写字母('a'-'z')返回非0值,否则返回0 int isprint(int ch) 若ch是可打印字符(含空格)(0x20-0x7E)返回非0值, 否则返回0 int ispunct(int ch) 若ch是标点字符(0x00-0x1F)返回非0值,否则返回0 int isspace(int ch) 若ch是空格(' '),水平制表符('\t'),回车符('\r'), 走纸换行('\f'),垂直制表符('\v'),换行符('\n') 返回非0值,否则返回0 int isupper(int ch) 若ch是大写字母('A'-'Z')返回非0值,否则返回0 int isxdigit(int ch) 若ch是16进制数('0'-'9','A'-'F','a'-'f')返回非0值, 否则返回0 int tolower(int ch) 若ch是大写字母('A'-'Z')返回相应的小写字母 ('a'-'z') int toupper(int ch) 若ch是小写字母('a'-'z')返回相应的大写字母 ('A'-'Z') 数学函数,所在函数库为 math.h、stdlib.h、string.h、float.h int abs(int i) 返回整型参数i的绝对值 double cabs(struct complex znum) 返回复数znum的绝对值 double fabs(double x) 返回双精度参数x的绝对值 long labs(long n) 返回长整型参数n的绝对值 double exp(double x) 返回指数函数e^x的值 double frexp(double value,int *eptr) 返回value=x*2n中x的值,n存贮在eptr中 double ldexp(double value,int exp); 返回value*2exp的值 double log(double x) 返回ln(x)的值 double log10(double x) 返回log10(x)的值 double pow(double x,double y) 返回x^y的值 double pow10(int p) 返回10^p的值 double sqrt(double x) 返回x的正平方根 double acos(double x) 返回x的反余弦cos-1(x)值,x为弧度 《KMP字符串模式匹配算法》教学课例 程玉胜 安庆师范学院计算机与信息学院 KMP字符串模式匹配是数据结构课程中一个重要的知识点，也是一个难点（学过KMP 算法的同学100％认为:KMP是数据结构课程中最难的部分）。为了消除他们对KMP算法学习的恐惧心理，激发他们的学习兴趣，调动其积极性，显得尤为重要。 基于以上，我们根据学生的认知特点和接受水平，对教材内容进行了重新构建，并按照数据结构中?时间复杂度?概念，增加了不同模式匹配算法的运行时间，动态逼真的显示了算法的?时间?性能，获得了较好的教学效果。 一、教学目标 知识目标：让学生了解KMP算法应用的普遍性。如：在目前众多的文字处理软件中得到广泛应用，如Microsoft Word中的?查找?或?替换?操作。而这种操作实现的机制，同学们特别是计算机专业的学生很少去想过。 能力目标：要求学生体验一个完整的抽象数据类型（ADT）的实现方法和过程，并学会判断、计算算法优劣的方法。 价值目标：消除恐怖的学习心态，让学生感悟数据结构算法实际应用价值，从而激发学习的兴趣，形成积极主动式学习的态度。 二、教材分析 使用教材是清华大学严蔚敏教授并由清华大学出版社出版的《数据结构（C语言版）》，该教材难度较大，其实验方法特别是ADT方法在教材中介绍较少，而且KMP算法更是从理论分析的角度介绍了匹配算法和next的计算，自学难度很大；虽然该节知识点属于?**（表示难度较大，可以不讲）?，但是其又是考研的一个热点，所以我们又不得不讲。 三、教学重点、难点 教学重点：KMP算法中的next和改进的nextval计算 教学难点：KMP算法中如何计算next值 四、教具准备 卡片：多个字符串，字符串指针 强力磁吸：6个 五、互动式教学过程 串的模式匹配问题实验总结 1实验题目： 实现(,,) Index S T pos函数。其中，(,,) Index S T pos为串T在串S的第pos个字符后第一次出现的位置。 2实验目的： 熟练掌握串模式匹配算法。 3实验方法： 分别用朴素模式匹配和KMP快速模式匹配来实现串的模式匹配问题。具体方法如下： 朴素模式匹配：输入两个字符串，主串S和子串T，从S串的第pos个位置开始与T的第一个位置比较，若不同执行i=i-j+2；j=1两个语句；若相同，则执行语句++i; ++j;一直比较完毕为止，若S中有与T相同的部分则返回主串（S字符串）和子串（T字符串）相匹配时第一次出现的位置，若没有就返回0。 KMP快速模式匹配：构造函数get_next(char *T,int *next)，求出主串S串中各个字符的next值，然后在Index_KMP(char *S,char *T,int pos)函数中调用get_next(char *T,int *next)函数并调用next值，从S串的第pos 位置开始与T 的第一个位置进行比较，若两者相等或j位置的字符next值等于0，则进行语句++i;++j;即一直向下进行。否则，执行语句j=A[j]；直到比较完毕为止。 若S中有与T相同的部分则返回主串（S字符串）和子串（T字符串）相匹配时第一次出现的位置，若没有就返回0 4实验过程与结果： （1）、选择1功能“输入主串、子串和匹配起始位置”，输入主串S：asdfghjkl, 输入子串T：gh,输入pos的值为：2。 选择2功能“朴素的模式匹配算法”，输出结果为 5； 选择3功能“KMP快速模式匹配算法”，输出结果为 5； 选择0功能，退出程序。 截图如下： C语言中最常用标准库函数- candyliuxj - CSDN博客 C语言中最常用标准库函数收藏 标准头文件包括： <asset.h> <ctype.h> <errno.h> <float.h> <limits.h> <locale.h> <math.h> <setjmp.h> <signal.h> <stdarg.h> <stddef.h> <stdlib.h> <stdio.h> <string.h> <time.h> 一、标准定义（<stddef.h>） 文件<stddef.h>里包含了标准库的一些常用定义，无论我们包含哪个标准头文件，<stddef.h>都会被自动包含进来。 这个文件里定义： l 类型size_t （sizeof运算符的结果类型，是某个无符号整型）； l 类型ptrdiff_t（两个指针相减运算的结果类型，是某个有符号整型）； l 类型wchar_t （宽字符类型，是一个整型，其中足以存放本系统所支持的所有本地环境中的 字符集的所有编码值。这里还保证空字符的编码值为0）； l 符号常量NULL （空指针值）； l 宏offsetor （这是一个带参数的宏，第一个参数应是一个结构类型，第二个参数应是结构 成员名。offsetor(s,m)求出成员m在结构类型t的变量里的偏移量）。 注：其中有些定义也出现在其他头文件里（如NULL）。 二、错误信息（<errno.h>） <errno.h>定义了一个int类型的表达式errno，可以看作一个变量，其初始值为0，一些标准库函数执行中出错时将它设为非0值，但任何标准库函数都设置它为0。 <errno.h>里还定义了两个宏EDOM和ERANGE，都是非0的整数值。数学函数执行中遇到参数错误，就会将errno 置为EDOM，如出现值域错误就会将errno置为ERANGE。 三、输入输出函数（<stdio.h>） 文件打开和关闭： FILE *fopen(const char *filename, const char *mode); int fclose(FILE * stream);字符串的模式匹配算法
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