C语言 strstr函数

时间:2022-09-28 Liquor999 人气:0

strstr函数介绍

C语言提供了字符串匹配函数 strstr 函数，请看文档简介。

这个函数是用来匹配 str2 是否包含在 str1 字符串中，如果匹配成功，则返回指向str1中第一个出现的str2的指针，如果str2不是str1的一部分，则返回空指针。
我们不妨举例说明，请看下面代码，调用 strstr 函数需要引入string.h头文件，我们发现，s1字符串中可以找到s2字符串，那么就返回s1中s2的第一个字符的地址，s1字符串并没有s3，所以返回空指针。

#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main(){

    char* s1 = "abcdefgh";
    char* s2 = "def";
    char* s3 = "dee";
    
    printf("%s\n",strstr(s1,s2)); //defgh   
    printf("%s\n",strstr(s1,s3)); //(null)

    return 0;
}

BF算法介绍

BF算法，即暴力(Brute Force)算法，BF算法的思想就是str1的第一个字符与str2的第一个字符进行匹配，若相等，则继续比较str1的第二个字符和 str2的第二个字符；若不相等，则比较str1的第二个字符和str2的第一个字符，依次比较下去，直到得出最后的匹配结果。

BF算法模拟实现strstr函数

用BF算法实现 strstr 函数的思路就是遍历整个 str1，在内层循环进行判断，如果str1 和 str2 对应的字符相等且比较的字符在 str2 长度范围之内，那么就比较下一位，当这次循环结束，此时只有两种情况，第一种是比较的字符等于 str2 的长度，那么就代表找到了，返回 str2 在 str1 第一个字符地址即可，至于为什么是 str1 + i - j，请朋友们思考一下就明白了。第二种情况是某个字符之间不匹配，那么 str1 下次匹配的位置为前一个字符位置 + 1，str2 又回到第一个字符开始匹配。直到整个 str1 超出了匹配的范围，代表找不到整个字符串 str2，故返回NULL。

char* my_strstr(char* str1, char* str2){
    assert(str1 && str2);
    
    int slen = strlen(str1);
    int sublen = strlen(str2);
    
    int i = 0;
    int j = 0;
    int count = 0;

    while(i < slen){
        
        while(str1[i] == str2[j] &&  j < sublen){
            ++i;
            ++j;
        }

        if(j >= sublen){
            return str1 + i - j;
        }
        
        ++count;
        i = count;
        j = 0;
        
    }        

    return NULL;

}

KMP算法介绍

KMP算法是一种改进的字符串匹配算法，由D.E.Knuth，J.H.Morris和V.R.Pratt提出的，因此人们称它为克努特—莫里斯—普拉特操作（简称KMP算法）。KMP算法的核心是利用匹配失败后的信息，尽量减少模式串（str2）与主串（str1）的匹配次数以达到快速匹配的目的。具体实现就是通过一个next数组实现，数组本身包含了模式串的局部匹配信息。

KMP算法与BF算法的区别是：主串不会回退，模式串每次也不一定回退到第一个位置上。

具体算法思想可参考：KMP算法讲解

KMP算法模拟实现strstr函数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>

void get_next(int* next, char* sub){
    int len = strlen(sub);
    next[0] = -1;
    next[1] = 0;

    int i = 2;
    int k = 0;

    while(i < len){
        if(k == -1 || sub[i-1] == sub[k]){
            next[i] = ++k;
            ++i;
        }else{
            k = next[k];
        }
    }
    
    
    
}

char* my_strstr(char *str1, char * str2){
    assert(str1 && str2);
    
    int slen = strlen(str1);
    int sublen = strlen(str2);

    int* next = (int*)malloc(sizeof(int)*sublen);
    assert(next);
    get_next(next,str2);

    int i = 0;
    int j = 0;

    while(i < slen && j < sublen){
        if(j == -1 || str1[i] == str2[j]){
            ++i;
            ++j;
        }else{
            j = next[j];
        }
    }

    if(i >= sublen){
        return str1 + i - j;
    }else{
        return NULL;
    }
    
}

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