严蔚敏 - 数据结构

1. 第四章 串操作应用举例

2. 文本编辑
• 文本编辑程序是一个面向用户的系统服
务程序 , 广泛应用于源程序的输入和修
改 . 其实质是修改字符数据的形式或格
式 . 基本操作包括 : 串查找 , 插入和删
除 等基本操作 .

3. 文本编辑
201
• 文本可以看成是一个
字符串 ( 文本串 ). 页 m a i n ( ) { ↵
是文本串的字串 , 行 f l o a t a , b ,
是页的字串 . m a x ; ↵ s c a
文本 : n f ( “ %f , %f ”
main() { ，& a , & b ) ; ↵
float a, b,max; i f a > b m
scanf(“%f,%f”, &a, &b); a x = a ; e l s e
if a>b max=a; m a x = b ; ↵ } ; ↵
else max=b;
};

4. 文本编辑
• 建立文本串的 页表与行表
页表： 记录页号和对应页的起始行
号
行表：行号，对应行的起始地址和行字串的长度
。
行号 起始地址 长度
100 201 8
101 209 17
102 226 24
103 250 17
104 267 15
105 282 2

5. 文本编辑
• 文本串的操作的实现
设立页指针，行指针，字符指针，分别
指示当前操作的页，行和字符。
插入与删除操作：
字符的插入或删除
行或页的插入与删除

6. 文本编辑
• 文本串的操作的实现
插入或删除字符
• 修改行表中行的长度
• 行超出设定的存储空间，需要重新分配存储
空间，同时修改行的起始位置。

7. 文本编辑
• 文本串的操作的实现
行的插入或删除
• 删除行若为页的起始行，需要修改对应页的
起始行号
• 行表的顺序存储要求，执行插入或删除操作
时需移动插入或删除位置后的所有表项。
• 访问以页表和行表为索引，进行行或页的操
作时只需对行表和页表进行修改，不涉及字
符。

8. 文本编辑程序的实现
HString char
• 数据结构的描述 ch
1. 采用串的堆分配存结构 length
c4-2.h
struct HString
{ char *ch; // 若是非空串 , 则按串长分配存储区 ;
否则 ch 为 NULL
int length; // 串长度
}

9. 文本编辑程序的实现
2. 串的基本操作 bo4-2.cpp
void InitString(HString &T); // 串的初始化
void StrAssign(HString &T,char *chars) ; // 生成一
个其值等于串常量 c ha rs 的串 T
int Index(HString S, HString T, int pos);
//T 为非空子串 . 若主串 S 中第 p o s 个字符后
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

10. 文本编辑程序的实现
2. 串的基本操作 bo4-2.cpp
Status StrInsert(HString &S,int pos, HString T)// 在
串 S 的第 p o s 个字符前插入串 T
Status StrDelete(HString &S,int pos, int len) ; // 从
串 S 中删除第 p o s 个字符起长度为 le n 的子串
...

11. 文本编辑程序的实现
• 引入的头文件及宏定义
#include “c1.h”
#include “c4-2.h” // 采用串的堆分配存储结构
#include “bo4-2.cpp” // 串的堆分配基本操作
#define MAX_LEN 25 // 文件的最大行数
#define LINE_LEN 75 // 每行字符数最大值 +1
#define NAME_LEN 20 // 文件名最大长度

12. 文本编辑程序的实现 T
第 1 行内容
[0]
• 存储结构与全局变量 n1
HString T[MAX_LEN]; 第 2 行内容
[1]
char str[LINE_LEN], n2
filename[NAME_LEN]=“”; 第 3 行内容
[2]
FILE *fp; n3
int n=0; // 文本行数 ...
[24]
str[pos] 为当前位置 pos 的字
符
T[n] 为当前的文本行

13. 文本编辑程序的实现
•程序功能与算法描述
void Open( ) // 打开文件 , 若文件存在则打开 , 若不
存在则创建
void Save( ) // 存盘
void List( ) // 显示文本内容
void Insert( ) // 插入行
void Delete( ) // 删除行
void Search( ) // 查找字符串
...

14. 文本编辑程序的实现
void Open( )
{ if (filename[0]) printf(“ 已存在打开的文件 n”); // 文件已
打开
else { printf(“ 请输入文件名 : ” ) ; scanf(“&s”,filename);
fp = fopen(filename,“r”); // 以只读方式打开文件
if(fp) // 已存在此文件
{ ...
// 将文件中的内容输入至编辑系统的存储结构
中
fclose(fp); // 关闭文件
}
else printf(“ 新文件 n”);
} //end else
}

15. 文本编辑程序的实现
void Open( )
{ ...
// 将文件中的内容输入至编辑系统的存储结构
中
while (fgets(str,LINE_LEN,fp)) // 由文件读入一行字
符成功
{ str[strlen(str)-1] = 0; // 将换行符换为串结束符 0
if (n>=MAX_LEN){
printf(“ 文件太大 ” ); return;}
StrAssign(T[n], str); // 读一行字符入当前行 T[n]
n++;
}
...
}

16. 文本编辑程序的实现
void Insert () // 插入行操作
{ int i, l, m;
printf(“ 在第 l 行前插入 m 行，输入 l 和 m: ”);
scanf(“%d%d*c”,&l,&m);
if ( n+m > MAX_LEN ) { printf(“ 插入行太多 n”); return;}
if ( n>=l-1&&l>0) // 输入的插入位置满足条件
for ( i=n-1; i>=l-1;i--)
T[i+m]=T[i]; // 将插入位置后的行向后移动
n+=m;
printf(“ 请顺序输入待插入内容 :n”);
...

17. 文本编辑程序的实现
void Insert () // 插入行操作
{ printf(“ 请顺序输入待插入内容 :n”);
for(i=l-1; i<l-1+m;i++){
gets(str);// 取插入字符串
InitString(T[i]);
StrAssign(T[i],str);
}
}
else printf(“ 行超出范围 ” );
}

18. 文本编辑程序的实现
void Search( ) // 查找字符串
{ int i,k,f=1; //f 为继续查找标志
char b[2];
HString s;
printf(“ 请输入待查找的字符串： ” );
scanf(“&s&*c”,str);
InitString(s); StrAssign(s,str);
for (i=0;i<n&&f;i++) { // 逐行查找
k = 1; // 由每行的第一个字符开始查找
while(k) {
k=Index(T[i],s,k); // 由本行的第 k 个字符开始查
找
...

19. 文本编辑程序的实现
void Search( ) // 查找字符串
{ ...
if (k) // 找到
{ printf(“ 第 %d 行： ” ， i+1); strPrint(T[i]);
pirntf(“ 第 %d 个字符处找到 n” ， k);
printf(“ 继续查找吗（ Y/N)?”); gets(b);
if (b[0]!=‘Y’&&b[0]!=‘y’) // 中断查找
{ f = 0; break; }
else k++;
} //end if(k)
}//end while(k)
}//end for
if(f) printf(“ 没有找到 n”);
}

20. 文本编辑程序的实现
main ( )
{ Status s = TRUE;
int i,k;
for( i = 0; i<MAX_LEN,i++) // 初始化串
InitString (T[i]);
while(s);
{ printf(“ 请选择 ” ： 1. 打开文件 2. 显示文件内容 n”);
printf(“ 3. 插入行 4. 删除行 5. 拷贝行 6.
修改行 n”);
printf(“ 7 . 查找字符串 8. 替换字符串 n”);
printf(“ 9. 存盘退出 0. 放弃编辑 n”);
scanf(%d”,&k);
...

21. 文本编辑程序的实现
main ( )
{ ...
switch(k)
{ case 1: Open(); break;
case 2: List( ); break;
case 3: Insert( ); break;
。。。
case 0: s = FALSE;
} //end switch(k)
} //end while(s)
}

22. 建立词索引表
• 词的索引表常常用在信息检索中，
以图书馆的书目检索为例。在实际
系统图书馆的书目检索系统通常采
用 “书名关键词索引”

23. 建立词索引表
书号 书名 关键词 书号索引
005 Computer Data Structure algorithms 034
010 Introduction to Data analysis 034,050,067
Structures computer 005,034
023 Fundamentals of Data data 005,010,023
Structures design 034
034 The Design and Analysis fundamentals 023
of Computer algorithms
Introduction 010,050
050 Introduction to
Numerical Analysis numerical 050,067
067 Numerical Analysis structures 005,010,023
书目文件 关键词索引表

24. 关键词索引表通常按词典顺序排列
建立索引表 关键词 书号索引
algorithms 034
例如 : analysis 034,050,067
computer 005,034
1. 检索词 :
“algorithms”+“analysis” data 005,010,023
... ...
结果：
(034)=(034)∧ (034,050,067) 书目文件
书号 书名
... ...
034 The Design and Analysis of
Computer algorithms
... ...

25. 建立索引表 关键词 书号索引
algorithms 034
2. 检索词 ： analysis 034,050,067
“algorithms” ,“analysis” ... ...
结果：
书号 书名
034,050,067=(034)∨ (034,
... ...
050,067) 034 The Design and Analysis of
Computer algorithms
050 Introduction to Numerical
Analysis
067 Numerical Analysis

26. 如何建立索引表
重复下列操作直至文件结束：
(2) 从书目文件中读入一个书目串
(3) 从书目串中提取所有关键词插入词表
(4) 对词表中的每一个关键词，在索引表
中进行查找并作相应的插入操作。

27. 如何建立索引表
重复下列操作直至文件结束：
(2) 从书目文件中读入一个书目串
BookInfo.txt
005 buf
Computer Data Structures 005 Computer Data
010 Structures
Introduction to Data
Structures
023 从书目文件中读取 1
Fundamentals of Data
Structures 行信息到缓存 b uf
034
The Design and Analysis of
Computer
...

28. 如何建立索引表 wdlist
[0] Computer
(2) 从书目串中提取 Data
[1]
所有关键词插入
[2] Structure
词表
buf
005 Computer
Data Structures ... ...
BookNo 005
[9]
last 3
当前书号对应的关键词
表

29. 如何建立索引表
(3) 对词表中的每一个关键词，在索引表中进行查找并
作相应的插入操作。
关键词 书号索引
[0] Computer algorithms 034
[1] Data analysis 034,050,067
computer 034 005
[2] Structure
data 010,023 005
design 034
... ...
fundamentals 023
Introduction 010,050
[9]
numerical 050,067
last 3
wdlist structure 010,023 005

30. 如何建立索引表
提取关键词的处理：
顺序扫描书目单，分词，剔除常
用词，为此设定“停用词表”。将确定为
关键词的词汇置于临时词表中。
书名： The Design and Analysis of Computer algorithms
剔除： The and of
关键词： Design Analysis Computer Algorithm

31. 如何建立索引表
• 索引表中查询关键词 关键词
Algorithm 034
书号索引
的处理 034
书 034 ： The Design and analysis 050,067
Analysis of Computer computer 005,034
algorithms data 005,010,023
关键词： Design Analysis
Computer Algorithm design 034
fundamentals 023
Analysis Introduction 010,050
numerical 050,067
Algorithm
structures 005,010,023

32. 如何建立索引表 wdlist
[0] design
•数据结构 [1] Analysis
词表： 线性表，存放关键 [2] Computer
词 [3] Algorithms
Typ e d e f s truc t{ ... ...
c ha r * ite m[ ] ; // 字符
串的数组 [9]
int la s t ; // 词表的长度 last 4
} Wo rld L is tTyp e ; //
词表类型（顺序表）

33. 如何建立索引表
•数据结构
书号类型：
Typedef int ElemType; // 书号类型
索引项类型：
Typedef struct{
HString key; // 关键词
LinkList bnolist;// 存放书号索引的链
表
} IdxTermType; // 索引项类型

34. 如何建立索引表
•数据结构
索引表类型（有序表）
Typedef struct{
IndexTermType
item[MaxKeyNum+1]
int last;
} IndexListType;

35. 关键词 key bnolist
存放书号索引的链表
NULL 0 NULL
[0]
0
Algorithms 1
34 NULL
10
Analysis 3
34
8
50
...
67 NULL
1
[MaxKeyNum] 索引表 idxlist 的结构
last 9 ( 有序表 )

36. 如何建立索引表 noidx
[0] A
•主要变量 [1] An
Char *buf; // 书目缓 [2] The
冲区 [3] Of
WordListType ... ...
wdlist; // 词表 , 存放
书目的关键词包括 , [9]
停用词表也采用 last 4
WordListType

37. 如何建立索引表
•基本操作
void InitInxList(IndxListType &idxlist);
// 初始化操作 , 置索引表 idxlist 为空表 , 且在
idxlist.item[0] 设一空串
void GetLine(FILE f); // 从文件 f 读入一个书目信
息到书目缓冲区 buf
void ExtractKeyWord(ElemType &bno); // 从 buf
中提取书名关键词到词表 wdlist, 书号存入 bno

38. 如何建立索引表
•基本操作
Status InsIndxList(IdxListType &idxlist, ElemType
bno); // 将书号为 bno 的书名关键词按照词典顺
序插入索引表 idxlist 中
Void PutText(FILE g, IdxListType idxlist); // 将生
成的索引表 idxlist 输出到文件 g

39. 如何建立索引表
•主函数
void main( ){
If (f = openf(“BookInfo.txt”,”r”))
if( g = openf(“BookIdx.txt”,”w”)){
InitIndxList(idxlist); // 初始化索引表为空表
while(!feof(f)) {
GetLine(f); // 从文件 f 读入一个书目信息到 buf
ExtractKeyWord(BookNo); // 从 buf 提取关键词到词表 , 书号存入 BookN
InsIdxList(idxlist, BookNo); // 将书号为 BookNo 的关键词插入索引表
} //end while
PutText(g, idxlist); // 将生成的索引表 idxlist 输出到文件 g
}}//end main

40. 如何建立索引表
初始化操作
void InitIdxList( IdxListType &idxlist)
{ // 置索引表 idxlist 为空表 , 且在 idxlist.item[0] 设空串
idxlist.last = 0;
InitString(idxlist.item[0].key); // 初始化 [0] 单元
InitList(idxlist.item[0].bnolist); // 初始化 [0] 单元
}
idxlist
NULL 0
[0] NULL
0
last 0

41. 如何建立索引表
在索引表上进行插入的操作
Status InsIdxList(IdxListType &idxlist,int bno)
// 将书号为 bno 的关键词插入索引表
{ for (i=0; i<wdlist.last;++i){
GetWord(i,wd); // 用 wd 返回词表 wdlist 中第 i 个关键词
j = Locate(idxlist,wd,b); // 在索引表 idxlist 中查询是否存
在与 wd 相等的关键词 . 若存在 , 则返回其在索引表中的
位置 , 且 b 取 TRUE; 否则返回插入位置 , 且 b 取值
FALSE
...

42. 如何建立索引表
在索引表上进行插入的操作
Status InsIdxList(IdxListType &idxlist,int bno)
{ ...
if(!b) InsertNewKey(idxlist,j,wd); // 在索引表 idxlist 的第 j
项上插入新关键词 , 并初始化书号索引的链表为空表
if(!InsertBook(idxlist,j,bno)) return OVERFLOW; // 在索引
表 idxListType 的第 i 项中插入书号为 bno 的索引
} //end for
return OK;
}//InsertIdexList

43. 如何建立索引表
四个操作的具体实现
Void GetWord( int i, HString &wd) {
// 用 wd 返回词表 wdlist 中第 i 个关键词
p = *(wdlist.item+i); // 取词表中第 i 个字符串
StrAssign(wd,p); // 生成关键字字符串
}

44. 如何建立索引表
四个操作的具体实现
int Locate(idxListType &idxlist, HString wd,Boolean &b)
// 在索引表 idxlist 中查询是否存在与 wd 相等的关键词 . 若存在 , 则
返回其在索引表中的位置 , 且 b 取 TRUE; 否则返回插入位置 , 且
b 取值 FALSE
{ for (i = idlist.last-1;
(m=StrCompare(idxlist.item[i].key,wd))>0; --i);
if (m==0) { b=TRUE; return i;} // 找到
else (b=FALSE; return i+1;}
} //end locate

45. 如何建立索引表
void InsertNewKey(int i, StrType wd) {
// 在索引表 idxlist 的第 j 项上插入新关键词 , 并初始化书号索
引的链表为空表
for(j=idxlist.last-1;j>=i; --j)
idxlist.item[j+1] = idlist.item[j]; // 后移索引项
// 插入新的索引项
StrCopy(idxlist.item[i].key,wd); // 串赋值
InitList(idxlist.item[i].bnolist); // 初始化书号索引表为空表
++idxlist.last;
} //InsertNewKey

46. 如何建立索引表
Status InsertBook (IdxListType &idxlist, int I, int bno) {
// 在索引表 idxListType 的第 i 项中插入书号为 bno 的索引
if (!MakeNode(p,bno) return ERROR; // 分配失败
Appand(idxlist.item[i].bnolist,p); // 插入新的书号索引
return OK;
} //InsertBook

47. 关键词 key bnolist
存放书号索引的链表
NULL 0 NULL
[0]
0
Algorithms 1
34 NULL
10
Analysis 3
34
8
50 NULL
...
P
67 NULL
Appand(idxlist.item[i].bnolist,p); // 插入新的书号索引