在ACM竞赛编程中,字符串处理函数扮演着重要的角色,因为很多问题涉及到字符串的搜索、匹配和操作。这里我们主要讨论两个常用的字符串处理函数:`strstr()` 和 `strchr()`,以及KMP算法在字符串匹配中的应用。
1. **strstr() 函数**:
`strstr()` 函数用于在一个字符串(haystack)中查找另一个字符串(needle)第一次出现的位置。其原型为 `char *strstr(char *haystack, char *needle)`。这个函数不包括比较字符串的结束符NULL。如果找到了`needle`,则返回指向`haystack`中`needle`开始位置的指针;若未找到,则返回`NULL`。例如,在以下代码中,`strstr()` 被用来在字符串 "Golden Global View" 中查找 "lob":
```c
char *s="Golden Global View";
char *l="lob";
char *p;
p=strstr(s,l);
if(p) printf("%s",p);
else printf("Not Found!");
```
2. **strchr() 函数**:
`strchr()` 函数用于在字符串`str1`中查找字符`c`首次出现的位置。原型为 `extern char *strchr(char* str1, char c)`。如果找到`c`,则返回指向`c`的指针;若未找到,则返回`NULL`。以下是一个简单的例子,查找字符串 "Golden Global View" 中的 'l' 字符:
```c
char *s="Golden Global View";
char *p;
p=strchr(s,'l');
if(p) printf("%s",p);
else printf("Not Found!");
```
3. **KMP算法**:
KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法是一种高效的字符串匹配算法,尤其适用于处理具有重复子串的情况。尽管在ACM竞赛中直接使用KMP算法进行字符串匹配并不常见,但其核心思想——计算`next[]`数组,对于确定重复子串非常有用。`next[]`数组表示在模式串中,当前字符之前可以构成的最长公共前后缀的长度。以下是一个计算`next[]`数组的模板函数:
```c
void getNext(char s[], int next[]) {
int length = strlen(s);
int i = 0, j = -1;
next[0] = -1;
while (i < length) {
if (j == -1 || s[i] == s[j]) {
++i;
++j;
next[i] = j;
} else
j = next[j];
}
}
```
这个函数的复杂度为O(m),其中m是模式串`s`的长度。`next[]`数组可以用来优化字符串匹配过程,避免不必要的回溯。
在ACM竞赛中,掌握这些字符串处理函数和算法是非常必要的,因为它们能帮助解决各种字符串相关的问题,提高代码效率。对于KMP算法,虽然直接匹配不常用,但理解其原理并能灵活运用到其他算法设计中,对于提升编程能力是非常有益的。例如,可以结合`next[]`数组来解决Peking University(PKU)的一些题目,如pku2406, pku1961, pku2752等。