C 程序检查两个给定的字符串是否彼此同构

本文将介绍如何使用 C 语言编写程序来检查两个给定的字符串是否彼此同构。同构指的是两个字符串中的每个字符都可以被唯一地映射到另一个字符串中的一个字符。例如，"egg" 和 "add" 就是同构的，因为'e'可以被映射到'a'，'g'可以被映射到'd'，而'a'和'd'则不可以相互映射。

解题思路

我们可以使用两个哈希表来实现此题。第一个哈希表用于存储第一个字符串中的字符和它们在字符串中出现的位置，第二个哈希表用于存储第二个字符串中的字符和它们在字符串中出现的位置。然后我们遍历每个字符串中的字符，在两个哈希表中查找它们的位置是否相同。如果所有字符都可以在两个字符串中正确映射，则它们就是同构的。

代码实现

下面是使用 C 语言实现该算法的示例代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_LEN 1000

// 哈希表结构体
typedef struct node {
    char key;       // 键值
    int val[MAX_LEN];   // 值数组
    int len;        // 值数组长度
} HashNode;

// 初始化哈希表
void initHash(HashNode* hash) {
    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        hash[i].key = i + 'a';  // 键值为字符
        hash[i].len = 0;        // 初始化值数组长度为0
    }
}

// 向哈希表中添加元素
void addHash(HashNode* hash, char ch, int idx) {
    int k = ch - 'a';
    hash[k].val[hash[k].len++] = idx;
}

// 比较两个哈希表中的字符位置是否相同
int compareHash(HashNode* h1, HashNode* h2) {
    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        if (h1[i].len != h2[i].len) {
            return 0;
        }
        for (int j = 0; j < h1[i].len; j++) {
            if (h1[i].val[j] != h2[i].val[j]) {
                return 0;
            }
        }
    }
    return 1;
}

// 检查两个字符串是否彼此同构
int isIsomorphic(char* s, char* t) {
    HashNode h1[26], h2[26];
    initHash(h1);
    initHash(h2);

    int len = strlen(s);
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        addHash(h1, s[i], i);
        addHash(h2, t[i], i);
    }
    return compareHash(h1, h2);
}

// 测试程序
int main() {
    char s[MAX_LEN], t[MAX_LEN];
    printf("请输入第一个字符串：");
    scanf("%s", s);
    printf("请输入第二个字符串：");
    scanf("%s", t);
    if (isIsomorphic(s, t)) {
        printf("这两个字符串彼此同构！\n");
    } else {
        printf("这两个字符串不彼此同构！\n");
    }
    return 0;
}

以上是 C 代码实现，其中实现了初始化哈希表，向哈希表中添加元素，比较两个哈希表中字符位置是否相同的三个函数。其中，initHash 函数用于初始化哈希表，将键值设置为小写字母'a'~'z'。addHash 函数用于向哈希表中添加元素，即将字符作为键值，该字符出现的位置作为值添加到值数组中。compareHash 函数用于比较两个哈希表中的字符位置是否相同。isIsomorphic 函数用于检查两个字符串是否彼此同构，即遍历每个字符串中的字符，在两个哈希表中查找它们的位置是否相同。最后，我们使用 main 函数进行测试，输入两个字符串，分别使用 isIsomorphic 函数来检查它们是否彼此同构。如果是，则输出“这两个字符串彼此同构！”；否则输出“这两个字符串不彼此同构！”。

总结

哈希表是一个高效的数据结构，可以用来解决很多字符串相关的问题。本文介绍了如何使用 C 语言编写程序来检查两个给定的字符串是否彼此同构，并使用哈希表实现了该算法。该算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。