计算机数据结构第四章串

数据结构第四章串在数据结构的世界里，串是一种非常基础且重要的结构。

它看似简单，却在很多实际的程序设计和应用中发挥着关键作用。

串，简单来说，就是由零个或多个字符组成的有限序列。

这就好比我们日常生活中的一句话、一段文字或者一个密码。

从存储方式上来看，串可以采用顺序存储和链式存储两种方式。

顺序存储就像是把一串珠子穿在一根线上，珠子依次排列，位置固定。

在计算机中，我们可以用一个连续的数组来存储串中的字符。

这种方式简单直观，访问速度快，但存在着一些局限性。

比如说，如果我们事先不知道串的长度，可能会造成存储空间的浪费或者不足。

相比之下，链式存储则更加灵活。

它就像把珠子用链条串起来，每个珠子（也就是字符）都有一个指针指向下一个珠子。

这样，即使在插入或删除字符时，也不需要像顺序存储那样进行大量的数据移动。

但是，链式存储的缺点是访问速度相对较慢，因为需要通过指针依次查找。

接下来，让我们看看串的一些基本操作。

串的比较是经常会用到的操作。

比较两个串的大小，不能像比较数字那样简单地直接比较，而是要从串的第一个字符开始，逐个字符进行比较。

如果在某个位置上的字符不同，那么 ASCII 码值大的那个串就更大；如果前面的字符都相同，但是一个串先结束了，那么长度短的串就更小。

串的连接也是常见的操作。

想象一下把两段绳子接在一起，就形成了一个更长的绳子。

串的连接也是类似的道理，把两个串首尾相连，形成一个新的串。

但在实际操作中，要注意存储空间的分配，确保有足够的空间来容纳连接后的串。

还有串的子串操作。

比如说，从一篇文章中截取一段文字，这就是获取一个子串。

在程序中，我们需要明确指定子串的起始位置和长度，才能准确地获取到所需的部分。

串的模式匹配更是一个重要的应用。

这就像是在一篇长篇小说中寻找特定的关键词或者短语。

最常见的模式匹配算法有朴素模式匹配算法和 KMP 算法。

朴素模式匹配算法比较直接，就是从主串的开头逐个字符与模式串进行匹配。

而 KMP 算法则通过对模式串进行预处理，利用已经匹配的部分信息，减少不必要的比较，从而提高匹配的效率。

第4章串串：限定数据元素类型的线性表。

1 逻辑结构1.1 定义位串：数据元素属于{0,1}ASCII码串: 数据元素属于ASCII码字符集。

数字串：数据元素属于整数集合2 顺序串///////////////////////////////// // 项目路径：7动态顺序串/////////////////////////////////2.2 构造/析构（测试函数Test1）template <class T>String<T>:: String( ){ m_Data=NULL; m_Size=m_Length=0; }template <class T>String<T>::String(T a[], int n){ m_Size = m_Length = n;m_Data = new T[m_Size];if(!m_Data) throw "内存不够，上溢";for(int i=0; i<m_Length; i++)m_Data[i]=a[i];}template <class T>String<T>::String(String &s) // 拷贝构造函数{ m_Size = m_Length = s.m_Length;m_Data = new T[m_Size];if(!m_Data) throw "内存不够，上溢";for(int i=0; i<m_Length; i++)m_Data[i]=s.m_Data[i];}template <class T>String<T>:: ~String( ){ delete []m_Data; }2.3 比较（测试函数Test2）// 重载<template <class T>bool String<T>::operator<(String &s){ for(int i=0; i<m_Length && i<s.m_Length; i++) { if(m_Data[i]<s.m_Data[i]) return true;if(m_Data[i]>s.m_Data[i]) return false;}if(m_Length<s.m_Length) return true;return false;}// 重载==template <class T>bool String<T>::operator==(String &s){ for(int i=0; i<m_Length && i<s.m_Length; i++) if(m_Data[i]!=s.m_Data[i]) return false; if(m_Length==s.m_Length) return true;return false;}2.4 取子串、连接（测试函数Test3）// 取子串template <class T>String<T> String<T>::Substr(int pos,int len) { if(pos+len>m_Length) // 预防子串长度越界len=m_Length-pos;String<T> s;s.m_Length=s.m_Size=len;s.m_Data = new T[s.m_Size];if(!s.m_Data) throw "内存不够，上溢";for(int i=0; i<len; i++)s.m_Data[i]=m_Data[pos+i];return s;}// 连接stemplate <class T>void String<T>::Concat(String s){ if(m_Length+s.m_Length > m_Size) // 空间不够ReNew(m_Length+s.m_Length);for(int i=0; i<s.m_Length; i++)m_Data[m_Length+i] = s.m_Data[i];m_Length += s.m_Length;}// 重新分配串的存储空间template <class T>void String<T>::ReNew(int size){ T *p=new T[size]; // 重新申请空间 m_Size=size;for(int i=0; i<m_Length; i++) // 数据迁移p[i]=m_Data[i];delete []m_Data; // 释放原串空间 m_Data = p;}2.5 插入、删除（测试函数Test4）// 第i个位置上插入stemplate <class T>void String<T>::Insert(int pos, String s){ if(m_Length+s.m_Length > m_Size) // 空间不够 ReNew(m_Length+s.m_Length);for(int i=m_Length-1; i>=pos; i--) // 向后移位 m_Data[i+s.m_Length] = m_Data[i];for(i=0; i<s.m_Length; i++)m_Data[pos+i] = s.m_Data[i];m_Length += s.m_Length;}// 删除子串template <class T>void String<T>::Delete(int pos,int len){ for(int i=pos+len; i<m_Length; i++) // 向前移位 m_Data[i-len] = m_Data[i];m_Length -= len;}2.6 顺序串的评价优点：访问子串方便，缺点：空间大小不灵活，插入、删除费时。

数据结构-第四章串串也叫字符串，它是由零个或多个字符组成的字符序列。

基本内容1 串的有关概念串的基本操作2 串的定长顺序存储结构，堆分配存储结构；3 串的基本操作算法；4 串的模式匹配算法;5 串操作的应⽤。

学习要点1 了解串的基本操作，了解利⽤这些基本操作实现串的其它操作的⽅法；2 掌握在串的堆分配存储结构下，串的基本操作算法；3 掌握串的模式匹配算法；第四章串 4.1 串的基本概念4.2 串存储和实现4.3 串的匹配算法4.4 串操作应⽤举例第四章串 4.1 串的基本概念 4.2 串存储和实现 4.3 串的匹配算法 4.4 串操作应⽤举例第四章串4.1 串的基本概念 4.2 串存储和实现 4.3 串的匹配算法 4.4 串操作应⽤举例4. 1 串类型的定义⼀、串的定义1 什么是串串是⼀种特殊的线性表，它是由零个或多个字符组成的有,a2, a3, ... a n’限序列，⼀般记作s = ‘a1其中 s----串名， a1,a2, a3, ... a n----串值串的应⽤⾮常⼴泛，许多⾼级语⾔中都把串作为基本数据类型。

在事务处理程序中，顾客的姓名、地址；货物的名称、产地。

可作为字符串处理，⽂本⽂件中的每⼀⾏字符等也可作为字符串处理。

下⾯是⼀些串的例⼦：（1）a = ‘ LIMING’（2）b = ‘NANJING UNIVERSITY OF SCIENCE &TECHNOLOGY’（3）c = ‘ DATA STRUCTURE’（4）d = ‘’说明：1) 串中包含的字符个数，称为串的长度。

长度为0的串称为空串，它不包括任何字符，上⾯（4）中的串d 是空串,(5)中的e 是包含⼀个空格符的空格串；2）串中所包含的字符可以是字母、数字或其他字符，这依赖于具体计算机所允许的字符集。

2 串的有关术语1）⼦串串中任意连续的字符组成的⼦序列称为该串的⼦串例：c = ‘ DATA STRUCTURE’，f=‘DATA’ f是c的⼦串2）⼦串的位置⼦串T 在主串S中的位置是指主串S中第⼀个与T相同的⼦串的⾸字母在主串中的位置。