Instrukcja IEF Algorytmy i struktury danych - prz

Instrukcja IEF Algorytmy i struktury danych
Laboratorium 1: ”Przeszukiwanie tekstów”.
1. Wstęp.
Algorytmy przeszukiwania wzorca w tekście służą do odnajdywania w zadanym tekście określonego ciągu
znaków. Ciąg ten może oczywiście występować więcej, niż jeden raz. Możliwe jest również, że poszukiwany
ciąg nie występuje w tekście. W opisie algorytmów zakłada się, że tekst i wzorzec są jednowymiarowymi
tablicami znaków, indeksowanymi od zera.
2. Informacje wstępne z języka C:
•
•
•
•
deklaracja łańcucha:
char nazwa[rozmiar];
wczytanie łańcucha:
gets(nazwa);
fgets(nazwa,rozmiar,stdin);
scanf(”%(rozmiar-1)[^\n]s”,nazwa);
instrukcja warunkowa:
if(warunek)
instrukcja1;
else
instrukcja2;
instrukcja pętli:
while(warunek)
instrukcja;
for(wyrażenie1;wyrażenie2;wyrażenie3)
instrukcja;
przykład przeglądania łańcucha znaków:
i=0;
while(nazwa[i]!=’\0’)
{
instrukcja;
i++;
}
for(i=0;nazwa[i]!=’\0’;i++)
instrukcja;
3. Opis algorytmu naiwnego – brute force
Algorytm ten jest najprostszą metodą na znalezienie wzorca w tekście. Zasada działania opiera się na
porównywaniu odpowiednich liter tekstu i wzorca, zaczynając od pierwszej litery tekstu i wzorca. Jeśli
fragmenty tekstu i wzorca są zgodne, porównywany jest następny znak tekstu z następnym znakiem wzorca itd.
Jeśli wystąpiła niezgodność w dowolnym miejscu – algorytm rozpoczyna całą procedurę przeszukiwania od
drugiego znaku tekstu i pierwszego znaku wzorca. Jeśli zostanie znaleziony cały szukany wzorzec, algorytm
może zakończyć przeszukiwanie lub rozpocząć je od następnego znaku (tj. wzorzec jest „przesuwany” o jeden
znak).
Złożoność obliczeniowa w najgorszym przypadku wynosi O(N*M), gdzie N jest długością tekstu, M –
długością wzorca.
Przykład:
tekst: ZZXZZY
wzorzec: ZZY
Iteracja 1
↓
↓
↓
tekst
Z
Z
X
wzorzec
Z
Z
Y
↑
↑
↑
↓
↓
Z
Z
Z
Y
X
Z
Z
Y
Z
Z
Y
↑
↑
Y
Iteracja 2
tekst
Z
wzorzec
Iteracja 3
↓
tekst
Z
Z
wzorzec
X
Z
Z
Z
Z
Y
↓
↓
↓
Z
Z
Y
Z
Z
Y
↑
↑
↑
↑
Iteracja 4
tekst
wzorzec
Z
Z
X
Znaleziono rozwiązanie: Wzorzec zaczyna się od indeksu 3.
4. Zadania do wykonania:
Proszę napisać:
• funkcję, która znajduje długość łańcucha:
int długosc(char*lan);
• funkcję, która sprawdza, czy dany wzorzec wystąpił w tekście. Jeśli tak, to zwraca indeks od
którego zaczyna się wzorzec w tekście lub -1:
int sprawdz(char*tekst, char*wzor);
• funkcję, która znajduje wszystkie wzorce występujące w tekście, zwraca wskaźnik do tablicy
indeksów (wewnątrz funkcji dynamiczna rezerwacja pamięci dla tablicy indeksów) oraz
udostępnia ich ilość przez wskaźnik :
int* sprawdz_w(char* tekst, char * wzor, int* ilosc);
• funkcję main, w której należy wczytać dwa dowolne łańcuchy, wywołać funkcję sprawdz i
wypisać wynik (czy znaleziono wzorzec, jeśli tak, to od jakiego indeksu się zaczyna). Jeśli
znaleziono wzorzec, należy wywołać funkcję sprawdz_w i również wypisać odpowiednie wyniki
(ilość znalezionych wzorców i ich indeksy). Operacje: wczytania łańcuchów, wywołania funkcji i
wypisywania wyników przeprowadzać dopóki wzorzec znajduje się w tekście.