案例引入：

实验任务：

代码实现：

注意：我以项目的形式编写此代码，编译环境为VS2022，代码移植可能会导致错误

mystring.h：存放结构体以及函数声明

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<string.h>#define MAXSIZE 1024 
typedef struct string
{char str[MAXSIZE];int curSize;
}string;//给定一个字符串，创建一个顺序表
string* createString(const char* str);//遍历串
void traverseString(string* pstr);//在给定串中插入，
void insertString(string* pstr, char* str, int pos);//区间删除
void deleteString(string* pstr, int start, int end);//是否为空
bool isEmpty(string* pstr);//当前个数
int lenString(string* pstr);//匹配算法
int bfString(string* mainStr, string* subStr);
void nextArray(string* pstr, int* next);
int kmpString(string* mainStr, string* subStr);//病毒检测实现
void virusDetection(void);
void getCirculation(string* pstr);

mystring.c：书写相关的代码实现

#include "mystring.h"//给定一个字符串，创建一个顺序表
string* createString(const char* str)
{//创建内存string* pstr = (string*)calloc(1, sizeof(string));assert(pstr);//初始化int count = 0;//拷贝字符串while (str[count]!= '\0'){pstr->str[count] = str[count];count++;}//最后的\0pstr->str[count] = str[count];//记录长度pstr->curSize = count;return pstr;
}//遍历串
void traverseString(string* pstr)
{for (int i = 0; i < pstr->curSize; i++){printf("%c", pstr->str[i]);}printf("\n");
}//在给定串中的指定位置插入,这里的位置是数组的下标
void insertString(string* pstr, const char* str, int pos)
{int len = strlen(str);//判断序号的有效性if (pos > MAXSIZE || pos < 0){printf("无效位置\n");return;}//判断是否溢出if (len + pstr->curSize > MAXSIZE){printf("数据溢出，无法插入\n");return;}//如果插入位置在字符串 \0的后面//那么选择直接将该字符串与原串相连接if (pos > pstr->curSize){for (int i = 0; i < len; i++){pstr->str[pstr->curSize++] = str[i];}}//一般情况：pos在串的内部else{//将pos之后的串向后挪len个位置for (int i = pstr->curSize; i >= pos; i--){//这里画图理解pstr->str[len + i] = pstr->str[i];}//插入新的元素for (int i = 0; i < len; i++){pstr->str[pos + i] = str[i];pstr->curSize++;}}
}//区间的删除,给出区间（数组下标）
void deleteString(string* pstr, int start, int end)
{if (pstr->curSize == 0){printf("空字符串\n");return;}//注：这里对于区间的合法性判断可以找反面//区间的合法性初步判断if (start > MAXSIZE || end > MAXSIZE || start < 0 || end < 0){printf("无效区间\n");return;}//区间合法性再次判断if (start > pstr->curSize){printf("无效区间\n");return;}//如果右区间超过字符串长度，那么将其赋值为字符串长度-1if (end > pstr->curSize - 1){end = pstr->curSize - 1;}//计算删除的元素个数int len = end - start + 1;//开始删除，这里是数组的伪删除for (int i = start, j = end+1; j < pstr->curSize; i++, j++){pstr->str[i] = pstr->str[j];}pstr->curSize -= len;pstr->str[pstr->curSize] = '\0';
}
//是否为空
bool isEmpty(string* pstr)
{return pstr->curSize == 0;
}//当前个数
int lenString(string* pstr)
{return pstr->curSize;
}//BF算法（Brute force暴力匹配）
int bfString(string* mainStr, string* subStr)
{//参数说明：//index：记录开始比较的起始位置//i，j分别遍历主串和字串，判断是否相等int index, i, j;i = j = index = 0;//长度合法性if (mainStr->curSize < subStr->curSize){printf("长度错误\n");}while (index < mainStr->curSize){//如果第一个字符相同，那么一直向后比较if (mainStr->str[index] == subStr->str[j]){//开始比较过程i = index;while (j < subStr->curSize){if (mainStr->str[i] == subStr->str[j]){i++;j++;}//有一个字符不相等，则退出循环，将j置为0是为了开始下一次匹配else{j = 0;break;}}//如果j！=0，那么说明字串每一个字符都可以匹配，所以直接返回index即可if (j != 0){return index;}//反之说明没有匹配到，index继续向后index++;}//如果第一个字符不相同，则不会开启匹配过程else{index++;}}//如果上面没有return，那么就说明没有找到，则返回-1return -1;
}//kmp算法
//求解next数组（处理第i个不匹配时，如何开始下一次匹配的问题）
void nextArray(string* subStr, int* next)
{//i在后面走，j在前面走int i, j;i = 0, j = -1;//将第0个置为-1next[0] = -1;//求最大的公共前缀和后缀串长度while (i < subStr->curSize){if (j == -1 || subStr->str[i] == subStr->str[j]){i++;j++;next[i] = j;}else{//重置j的值j = next[j];}}
}//开始匹配（移位过程）
int kmpString(string* mainStr, string* subStr)
{//先判断长度的合法性if (mainStr->curSize < subStr->curSize){printf("长度错误\n");return -1;}//创建i，j分别遍历主串和子串int i, j;i = j = 0;//根据元素个数动态申请内存//这里为何要加1呢？多申请一个（因为上面i++之后对next进行了赋值，导致数组下标溢出）int *next=(int*)malloc(subStr->curSize*sizeof(int)+1);//获取next数组nextArray(subStr,next);//开始匹配操作while (i < mainStr->curSize && j < subStr->curSize){if (j == -1 || mainStr->str[i] == subStr->str[j]){i++;j++;}else{j = next[j];}//结束判断if (j == subStr->curSize){return i - j;}}//free(next);return -1;
}//样本数量
#define sampleSize 50
//病毒DNA最大长度
#define virusMaxSize 20
//人的DNA最大长度
#define peopleMaxSize 500//注：在结构体声明中，定义了MAXSIZE为char的最大长度，这里的病毒和人DNA不得超过MAXSIZE//将字符串第一个字符移动到最后一个
void getCirculation(string* pstr)
{//先保存第一个字符char temp = pstr->str[0];//后续的字符都整体向前移动for (int i = 1; i < pstr->curSize; i++){pstr->str[i - 1] = pstr->str[i];}//将最后一个字符改为第一个字符pstr->str[pstr->curSize - 1] = temp;
}void virusDetection(void)
{//定义两个指针数组来分别来接受病毒的DNA和人的DNA序列string* virus[sampleSize];string* people[sampleSize];//count用来记录输入的样本数量，以便于后续处理int count = 0;for (int i = 0;; i++){//读取数据char virus_temp[virusMaxSize];char people_temp[peopleMaxSize];scanf("%s %s", virus_temp, people_temp);count++;//创建结构体virus[i] = createString(virus_temp);people[i] = createString(people_temp);//清楚缓存区字符while (getchar() != '\n');//设置结束条件if (!strcmp(virus[i]->str, "0") && !strcmp(people[i]->str, "0")){break;}}//最后的0不算是样本count--;//数据读取完成后开始检测/*由于病毒的DNA是环状的，这里选择创建一个新的数组，将环状的DNA变为顺序的*///这里数组大小为病毒序列长度，因为是环状的，可以自己尝试找找规律，会得到virusMaxSize个不同的序列for (int i = 0; i < count; i++){//赋值变量int flag = -1;//virus->curSize是病毒实际的长度//此步骤是获取一个病毒DNA的所有顺序DNA序列for (int j = 0; j < virus[i]->curSize; j++){//循环一次，得到一个不同的序列getCirculation(virus[i]);//查找一次（这里也可以用bf算法）int end = kmpString(people[i], virus[i]);//如果查到了，那么说明已经感染，则进行下一个样本的比较if (end != -1){printf("YES\n");flag = 1;break;}}//判断是否 一个样本中，查找完对应的所有的病毒序列，还没有查到if (flag == -1){printf("NO\n");}}
}

最后就是测试了，创建test.c用于函数测试

#include"mystring.h"int main()
{virusDetection();return 0;
}

输入样例：

abbab abbabaab

baa cacdveabacsd

abe def

0 0

输出：

代码中的难点在于kmp算法的实现，建议阅读《大话数据结构》，再看B站的视频加深理解，一个讲的很好的视频：BV1jb411V78H

如有错误，请在评论区指正，谢谢！！