《数据结构》-链串的表示和实现_t->head

#include <string.h>
#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
 
typedef int Status;  // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等
typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE
char blank = '#';    // 全局变量，用于填补空余
 
//串的块链存储表示
#define CHUNK_SIZE 4 // 可由用户定义的块大小
typedef struct Chunk
{
    char ch[CHUNK_SIZE];
    struct Chunk *next;
} Chunk;
typedef struct LString
{
    Chunk *head, *tail; // 串的头和尾指针
    int curlen;         // 串的当前长度
} LString;
 
//串采用块链存储结构的基本操作(15个)
 
#define DestroyString ClearString // DestroyString()与ClearString()作用相同
 
void InitString(LString *T)
{ // 初始化(产生空串)字符串T。另加
    T->curlen = 0;
    T->head = T->tail = NULL;
}
 
Status StrAssign(LString *T, char *chars)
{ // 生成一个其值等于chars的串T(要求chars中不包含填补空余的字符)。成功返回OK，否则返回ERROR
    int i, j, k, m;
    Chunk *p, *q;
    i = strlen(chars);              // i为串的长度
    if (!i || strchr(chars, blank)) // 串长为0或chars中包含填补空余的字符
        return ERROR;
    T->curlen = i;
    j = i / CHUNK_SIZE; // j为块链的结点数
    if (i % CHUNK_SIZE)
        j++;
    for (k = 0; k < j; k++)
    {
        p = (Chunk *)malloc(sizeof(Chunk)); // 生成块结点
        if (!p)                             // 生成块结点失败
            return ERROR;
        for (m = 0; m < CHUNK_SIZE && *chars; m++) // 给块结点的数据域赋值
            *(p->ch + m) = *chars++;
        if (k == 0) // 第一个链块
        {
            T->head = q = p; // 头指针指向第一个链块
        }
        else
        {
            q->next = p;
            q = p;
        }
        if (!*chars) // 最后一个链块
        {
            T->tail = q;
            q->next = NULL;
            for (; m < CHUNK_SIZE; m++) // 用填补空余的字符填满链表
                *(q->ch + m) = blank;
        }
    }
    return OK;
}
 
Status ToChars(LString T, char **chars)
{                      // 将串T的内容转换为字符串，chars为其头指针。成功返回OK，否则返回ERROR。另加
    Chunk *p = T.head; // p指向第1个块结点
    int i;
    char *q;
    *chars = (char *)malloc((T.curlen + 1) * sizeof(char));
    if (!(*chars) || !T.curlen) // 生成字符串数组失败或串T长为0
        return ERROR;
    q = *chars; // q指向chars的第1个字符
    while (p)   // 块链没结束
    {
        for (i = 0; i < CHUNK_SIZE; i++)
            if (p->ch[i] != blank) // 当前字符不是填补空余的字符
                *q++ = (p->ch[i]); // 赋给q所指字符空间
        p = p->next;
    }
    *chars[T.curlen] = 0; // 串结束符
    return OK;
}
 
Status StrCopy(LString *T, LString S)
{ // 初始条件：串S存在
    // 操作结果：由串S复制得串T，去掉填补空余的字符。成功返回OK，否则返回ERROR
    char *c;
    Status i;
    if (!ToChars(S, &c)) // c为串S的内容
        return ERROR;
    i = StrAssign(T, c); // 将串S的内容赋给T
    free(c);             // 释放c的空间
    return i;
}
 
Status StrEmpty(LString S)
{                 // 初始条件：串S存在。操作结果：若S为空串，则返回TRUE，否则返回FALSE
    if (S.curlen) // 非空
        return FALSE;
    else
        return TRUE;
}
 
int StrCompare(LString S, LString T)
{ // 若S>T，则返回值>0；若S=T，则返回值=0；若S<T，则返回值<0
    char *s, *t;
    Status i;
    if (!ToChars(S, &s)) // s为串S的内容
        return ERROR;
    if (!ToChars(T, &t)) // t为串T的内容
        return ERROR;
    i = strcmp(s, t); // 利用C的库函数
    free(s);          // 释放s，t的空间
    free(t);
    return i;
}
 
int StrLength(LString S)
{ // 返回S的元素个数，称为串的长度
    return S.curlen;
}
 
void ClearString(LString *S)
{ // 初始条件：串S存在。操作结果：将S清为空串
    Chunk *p, *q;
    p = S->head;
    while (p)
    {
        q = p->next;
        free(p);
        p = q;
    }
    S->head = S->tail = NULL;
    S->curlen = 0;
}
 
Status Concat(LString *T, LString S1, LString S2)
{ // 用T返回由S1和S2联接而成的新串(中间可能有填补空余的字符)
    LString a1, a2;
    Status i, j;
    InitString(&a1);
    InitString(&a2);
    i = StrCopy(&a1, S1);
    j = StrCopy(&a2, S2);
    if (!i || !j) // 至少有1个串拷贝不成功
        return ERROR;
    T->curlen = S1.curlen + S2.curlen; // 生成串T
    T->head = a1.head;
    a1.tail->next = a2.head; // a1,a2两串首尾相连
    T->tail = a2.tail;
    return OK;
}
 
Status SubString(LString *Sub, LString S, int pos, int len)
{ // 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。
    // 其中，1≤pos≤StrLength(S)且0≤len≤StrLength(S)-pos+1
    char *b, *c;
    Status i;
    if (pos < 1 || pos > S.curlen || len < 0 || len > S.curlen - pos + 1) // pos或len值不合法
        return ERROR;
    if (!ToChars(S, &c)) // c为串S的内容
        return ERROR;
    b = c + pos - 1;       // b指向串c中串Sub内容的首地址
    b[len] = 0;            // Sub结束处赋0(字符串结束符)
    i = StrAssign(Sub, b); // 将串b的内容赋给Sub
    free(c);
    return i;
}
 
int Index(LString S, LString T, int pos)
{ // T为非空串。若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串，
    // 则返回第一个这样的子串在S中的位置，否则返回0
    int i, n, m;
    LString sub;
    if (pos >= 1 && pos <= StrLength(S)) // pos满足条件
    {
        n = StrLength(S); // 主串长度
        m = StrLength(T); // 串T长度
        i = pos;
        while (i <= n - m + 1)
        {
            SubString(&sub, S, i, m); // sub为从S的第i个字符起，长度为m的子串
            if (StrCompare(sub, T))   // sub不等于T
                ++i;
            else
                return i;
        }
    }
    return 0;
}
 
Status StrInsert(LString *S, int pos, LString T)
{ // 1≤pos≤StrLength(S)+1。在串S的第pos个字符之前插入串T
    char *b, *c;
    int i, j;
    Status k;
    if (pos < 1 || pos > S->curlen + 1) // pos的值超出范围
        return ERROR;
    if (!ToChars(*S, &c)) // c为串S的内容
        return ERROR;
    if (!ToChars(T, &b)) // b为串T的内容
        return ERROR;
    j = (int)strlen(c);                                         // j为串S的最初长度
    c = (char *)realloc(c, (j + strlen(b) + 1) * sizeof(char)); // 增加c的存储空间
    for (i = j; i >= pos - 1; i--)
        c[i + strlen(b)] = c[i];         // 为插入串b腾出空间
    for (i = 0; i < (int)strlen(b); i++) // 在串c中插入串b
        c[pos + i - 1] = b[i];
    InitString(S);       // 释放S的原有存储空间
    k = StrAssign(S, c); // 由c生成新的串S
    free(b);
    free(c);
    return k;
}
 
Status StrDelete(LString *S, int pos, int len)
{ // 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串
    char *c;
    int i;
    Status k;
    if (pos < 1 || pos > S->curlen - len + 1 || len < 0) // pos，len的值超出范围
        return ERROR;
    if (!ToChars(*S, &c)) // c为串S的内容
        return ERROR;
    for (i = pos + len - 1; i <= (int)strlen(c); i++)
        c[i - len] = c[i]; // c为删除后串S的内容
    InitString(S);         // 释放S的原有存储空间
    k = StrAssign(S, c);   // 由c生成新的串S
    free(c);
    return k;
}
 
Status Replace(LString *S, LString T, LString V) // 此函数与串的存储结构无关
{                                                // 初始条件：串S，T和V存在，T是非空串
    // 操作结果：用V替换主串S中出现的所有与T相等的不重叠的子串
    int i = 1;       // 从串S的第一个字符起查找串T
    if (StrEmpty(T)) // T是空串
        return ERROR;
    do
    {
        i = Index(*S, T, i); // 结果i为从上一个i之后找到的子串T的位置
        if (i)               // 串S中存在串T
        {
            StrDelete(S, i, StrLength(T)); // 删除该串T
            StrInsert(S, i, V);            // 在原串T的位置插入串V
            i += StrLength(V);             // 在插入的串V后面继续查找串T
        }
    } while (i);
    return OK;
}
 
void StrPrint(LString T)
{ // 输出字符串T。另加
    int i = 0, j;
    Chunk *h;
    h = T.head;
    while (i < T.curlen)
    {
        for (j = 0; j < CHUNK_SIZE; j++)
            if (*(h->ch + j) != blank) // 不是填补空余的字符
            {
                printf("%c", *(h->ch + j));
                i++;
            }
        h = h->next;
    }
    printf("\n");
}