我们开始模拟一下大家最熟悉的String数据结构的模拟,这个相信做java的没有不熟悉的吧.那我们开始
1.操作接口
public interface IString {
public void clear(); //将一个已经存在的串置成空串
public boolean isEmpty(); //判断当前串是否为空，为空则返回true，否则返回false
public int length(); //返回字符串的长度
public char charAt(int index); //返回串中序号为index的字符
public IString substring(int begin, int end); //返回串中字符序号从begin至end-1的子串
public IString insert(int offset, IString str); //在当前串的第offset个字符之前插入串str
public IString delete(int begin, int end); //删除当前串中从序号begin开始到序号end-1为止的子串
public IString concat(IString str); //添加指定串str到当前串尾
//将当前串与目标串str进行比较，若当前串大于str，则返回一个正整数，若当前串等于str，则返回0，若当前串小于str，则返回一个负整数。
public int compareTo(IString str);
//若当前串中存在和str相同的子串，则返回模式串str在主串中从第start字符开始的第一次出现位置，否则返回-1
public int indexOf(IString str,int start);
}
2.实现操作（顺序串的实现）
public class SeqString implements IString{
private char[] strvalue; //字符数组，存放串值
private int curlen; //当前串的长度
//构造方法1，构造一个空串
public SeqString() {
strvalue = new char[0];
curlen = 0;
}
//构造方法2，以字符串常量构造串对象
public SeqString(String str) {
if (str != null) {
char[] tempchararray = str.toCharArray();
strvalue = tempchararray;
curlen = tempchararray.length;
}
}
//构造方法3，以字符数组构造串对象
public SeqString(char[] value) {
this.strvalue = new char[value.length];
for (int i = 0; i < value.length; i++) { //复制数组
this.strvalue =
value;
}
curlen = value.length;
}
//将一个已经存在的串置成空串
public void clear() {
this.curlen = 0;
}
//判断当前串是否为空，为空则返回true，否则返回false
public boolean isEmpty() {
return curlen == 0;
}
//返回字符串长度
public int length() {
return curlen; //区别: strvalue.length是数组容量
}
//返回字符串中序号为index的字符
public char charAt(int index) {
if ((index < 0) || (index >= curlen)) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
}
return strvalue[index];
}
//将字符串中序号为index的字符设置为ch
public void setCharAt(int index, char ch) {
if ((index < 0) || (index >= curlen)) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
}
strvalue[index] = ch;
}
public void allocate(int newCapacity) //扩充容量，参数指定最小容量
{
char[] temp = strvalue; //复制数组
strvalue = new char[newCapacity];
for (int i = 0; i < temp.length; i++) {
strvalue = temp;
}
}
//返回串中序号从begin至end-1的子串
public IString substring(int begin, int end) {
if (begin < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("起始位置不能小于0");
}
if (end > curlen) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("结束位置不能大于串的当前长度:" + curlen);
}
if (begin > end) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("开始位置不能大于结束位置");
}
if (begin == 0 && end == curlen) {
return this;
} else {
char[] buffer = new char[end - begin];
for (int i = 0; i < buffer.length; i++) //复制子串
{
buffer = this.strvalue[i + begin];
}
return new SeqString(buffer);
}
}
//返回串中序号从begin至串尾的子串
public IString substring(int begin) {
return substring(begin,strvalue.length);
}
//在当前串的第offset个字符之前插入串str，0<=offset<=curlen
public IString insert(int offset, IString str) {
if ((offset < 0) || (offset > this.curlen)) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("插入位置不合法");
}
int len = str.length();
int newCount = this.curlen + len;
if (newCount > strvalue.length) {
allocate(newCount); // 插入空间不足，需扩充容量
}
for (int i = this.curlen - 1; i >= offset; i--) {
strvalue[len + i] = strvalue; //从offset开始向后移动len个字符
}
for (int i = 0; i < len; i++) //复制字符串str
{
strvalue[offset + i] = str.charAt(i);
}
this.curlen = newCount;
return this;
}
//删除从begin到end-1的子串， 0≤begin≤length()-1，1≤end≤length()。
public IString delete(int begin, int end) {
if (begin < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("起始位置不能小于0");
}
if (end > curlen) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("结束位置不能大于串的当前长度:" + curlen);
}
if (begin > end) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException("开始位置不能大于结束位置");
}
for (int i = 0; i < curlen - end; i++) //从end开始至串尾的子串向前移动到从begin开始的位置
{
strvalue[begin + i] = strvalue[end + i];
}
curlen = curlen - (end - begin); //当前串长度减去end-begin
return this;
}
//添加指定串str到当前串尾
public IString concat(IString str) {
return insert(curlen, str);
}
//将字符c连接到到当前串尾
public IString concat(char c) {
int newCount = curlen + 1;
if (newCount > strvalue.length) {
allocate(newCount);
}
strvalue[curlen++] = c;
return this;
}
//比较串
public int compareTo(IString str) {
return compareTo((SeqString) str);
}
public int compareTo(SeqString str) { //比较串
//若当前对象的串值大于str的串值，则函数返回一个正整数
//若当前对象的串值等于str的串值，则函数返回0
//若当前对象的串值小于str的串值，则函数返回一个负整数
int len1 = curlen;
int len2 = str.curlen;
int n = Math.min(len1, len2);
//char s1[] = strvalue;
//char s2[] = str.strvalue;
//int k = 0;
//while (k < n) {
// char ch1 = s1[k];
// char ch2 = s2[k];
// if (ch1 != ch2) {
// return ch1 - ch2; //返回第一个不相等字符的数值差
// }
// k++;
//}
for (int k=0;k<n;k++)
if (strvalue[k]!=str.strvalue[k])
return(strvalue[k]-str.strvalue[k]);
return len1 - len2; //返回两个字符串长度的数值差
}
public String toString() {
return new String(strvalue, 0, curlen); //以字符数组strvalue构造串
}
// 模式匹配的Brute-Force 算法
//返回模式串t在主串中从start开始的第一次匹配位置，匹配失败时返回－1。
public int index_BF(SeqString t, int start) {
if (this != null && t != null && t.length() > 0 && this.length() >= t.length()) { //当主串比模式串长时进行比较
int slen, tlen, i = start, j = 0; //i表示主串中某个子串的序号
slen = this.length();
tlen = t.length();
while ((i < slen) && (j < tlen)) {
if (this.charAt(i) == t.charAt(j)) //j为模式串当前字符的下标
{
i++;
j++;
} //继续比较后续字符
else {
i = i - j + 1; //继续比较主串中的下一个子串
j = 0; //模式串下标退回到0
}
}
if (j >= t.length()) //一次匹配结束，匹配成功
{
return i - tlen; //返回子串序号
} else {
return -1;
}
}
return -1; //匹配失败时返回-1
}
//若当前串中存在和str相同的子串，则返回模式串str在主串中从第start字符开始的第一次出现位置，否则返回-1
public int indexOf(IString t, int start) {
return index_KMP(t, start);
}
//KMP模式匹配算法
public int index_KMP(IString T, int start) {
//在当前主串中从start开始查找模式串T
//若找到，则返回模式串T在主串中的首次匹配位置，否则返回-1
int[] next = getNext(T); //计算模式串的next[]函数值
int i = start; //主串指针
int j = 0; //模式串指针
//对两串从左到右逐个比较字符
while (i < this.length() && j < T.length()) {
//若对应字符匹配
if (j == -1 || this.charAt(i) == T.charAt(j)) { // j==-1表示S!=T[0]
i++;
j++; //则转到下一对字符
} else //当S不等于T[j]时
{
j = next[j]; //模式串右移
}
}
if (j < T.length()) {
return -1; //匹配失败
} else {
return (i - T.length()); //匹配成功
}
}
//计算模式串T的next[]函数值
private int[] getNext(IString T) {
int[] next = new int[T.length()]; //next[]数组
int j = 1; //主串指针
int k = 0; //模式串指针
next[0] = -1;
if (T.length()>1)
next[1] = 0;
while (j < T.length() - 1) {
if (T.charAt(j) == T.charAt(k)) { //匹配
next[j + 1] = k + 1;
j++;
k++;
} else if (k == 0) { //失配
next[j + 1] = 0;
j++;
} else {
k = next[k];
}
}
return (next);
}
//计算模式串T的nextval[]函数值
private int[] getNextVal(IString T) {
int[] nextval = new int[T.length()]; //nextval[]数组
int j = 0;
int k = -1;
nextval[0] = -1;
while (j < T.length() - 1) {
if (k == -1 || T.charAt(j) == T.charAt(k)) {
j++;
k++;
if (T.charAt(j) != T.charAt(k)) {
nextval[j] = k;
} else {
nextval[j] = nextval[k];
}
} else {
k = nextval[k];
}
}
return (nextval);
}
}
小结：还有能不能用链表实现呢？当然这样不是很好,但是可以锻炼思维和动手能力
String结构模拟