C/Napisy - własna implementacja

Własna implementacja

Ponieważ tablice znaków mają ograniczenia, możemy zaimplementować łańcuch typu linked list.

Typ danych

Typ zdefiniujemy jako klasę.

typedef struct _string
{
    /* aktualny znak */
    char c;
    /* następny znak */
    struct _string *next;
} *string;

Zauważmy, że łańcuch automatycznie oznaczamy jako wskaźnik. W ten sposób zabezpieczamy się przed kopiowaniem.

Metody

Na początek zajmiemy się wypisywaniem łańcucha:

typedef struct _string
{
    void (*wypisz)(FILE*); /* wskaźnik na metodę */
} *string;
void wypisz_str(FILE *strum) /* metoda */
{
   string wsk = str;
   for(;wsk != NULL;wsk = wsk->next) /* pętla po znakach */
   fputc(strum, wsk->c); /* wypisz znak */
}

Teraz zajmijmy się przypisaniem:

typedef struct _string
{   char c;
    struct _string *next;
    FILE *(*wypisz)(FILE*);
    void (*wpisz)(const char*);
} *string;
static string str;
void wpisz_do_str(const char *new_string)
{
    for(;new_string && *new_string;++new_string) //pętla po zwykłym napisie
    {
       string new_char = create_string(""); //tworzymy pusty napis
       new_char->c = *new_string; //ustawiamy znak
       new_char->next = NULL; //zaznaczamy koniec napisu
       str->next = new_char; //dodajemy znak na końcu napisu
    }
}

Dla uproszczenia zapisu skorzystaliśmy z konstruktora klasy string. Tego jeszcze nie mamy, więc czas na niego:

/* konstruktor */
string create_string(const char *initial)
{
    string new_string = malloc(sizeof *new_string); /* alokacja napisu */
    new_string->wypisz = wypisz_str; /* ustawienie wskaźników na metody */
    new_string->wpisz = wpisz_do_str;
    for(;initial && *initial;++initial) /* pętla inicjalizująca (po zwykłym napisie) */
    {
       struct _string new_char; /* nowy napis */
       new_char.c = *new_string; /* znak */
       new_char.next = NULL; /* koniec napisu */
       new_string->next = new_char; /* dodanie znaku na końcu napisu */
     }
    str = new_string; /* ustawienie adresu ostatniego napisu */
    return new_string; /* zwrócenie wskaźnika do napisu */
}
/* destruktor */
void free_string(string *s)
{
   if((*s) == NULL)return; /* nie zwalniamy pustych napisów */
   if((*s)->next)free_string(s->next); /* rekurencja - usuwamy kolejny napis */
   free(*s); /* zwalniamy cały napis */
   str = NULL; /* wyzerowanie wskaźnika na ostatni napis */
   *s = NULL; /* zerujemy wskaźnik */
}

Porównywanie

char porownaj_str(string porownywany)
{
    char is_equal;
    string wsk = str;
    for(;wsk != NULL;wsk = wsk->next)
       for(;porownywany != NULL;porownywany = porownywany->next)
          if(wsk->c == porownywany->c)
             is_equal = 1;
          else
             is_equal = 0;
     return is_equal;
}

Konwersje

Pora na konwersje. Można je zaimplementować analogicznie do sprintf i sscanf.

Jak komputer przechowuje w pamięci listę znaków?

W pamięci komputera najpierw stoi "głowa" łańcucha (pierwszy znak).

Sytuacja taka jest przedstawiona poniżej (łańcuch "Hello"):

0x0329adf9382     c     'H'
0x0329adf9382     next  0x0329adf9383
0x0329adf9383     c     'e'
0x0329adf9383     next  0x0329adf9384
0x0329adf9384     c     'l'
0x0329adf9384     next  0x0329adf9385
0x0329adf9385     c     'l'
0x0329adf9385     next  0x0329adf9386
0x0329adf9386     c     'o'
0x0329adf9386     next  0x00000000

Na samym końcu stoi "ogon" (ostatni znak).

Ideą listy znaków jest to, że może się rozszerzać, bez specyfikowania żadnego wymiaru "na sztywno". Inną jej cechą jest to, iż nie możemy jej indeksować.

Użycie

Możemy teraz wypróbować naszą implementację:

 #include <stdio.h>
 /* bibliotekę należy zapisać jako napisy.h */
 #include "napisy.h"
 int main(void)
 {
  string napis = create_string("Test implementacji łańcucha znaków.\n"); /* tworzenie napisu */
  napis.wypisz(); /* wypisanie napisu */
  free_string(&napis); /* zwolnienie napisu */
  return 0;
 }