数据结构--串

串的定义:串(string)是由零个或多个字符组成的有限序列,又名叫字符串。零个字符的串称为空串(null string)。

还有一些特别的字符串:
空格串:只包含空格的串。
子串与主串,串中任意个数的连续字符组成的子序列称为该串的子串,相应地,包含子串的串称为主串。

串有两种存储结构,静态和动态,静态的存储结构一般使用一组地址连续的存储单元来存储,例如数组。使用数组,就需要在初始分配一个固定长度的存储区域,这样就有可能使:两串的连接、新串的插入、以及字符串的替换的操作,超过数组的长度。为了解决这个问题,可以动态分配串的存储空间,使用链表结构(一般情况下,对串的操作基本上是从头到尾顺序扫描,因此无需使用双向链表)。

常用的串有7种基本操作:
1.赋值,2.判等(串的比较是通过比较字符的ASCII来进行的),3.求长,4.链接,5.求字串,6.定位,7.置换

下面来说说在静态存储方式下,链接,求子串,求子串位置的操作

  1. 链接:
    将S1与S2链接起来,成为S3,这时需要考虑,当前S1的长度加当前S2的长度没有超过初始定义的最大数组长度,则S3=S1+S2,如果超过了,但是当前S1的长度没超最大值,则截断S2,如果S1当前长度就超过最大值了,就截断S1。
  2. 求子串:
    也是复制串的过程,将S中第start个字符开始,循环将len次,将字符复制进sub串中。
  3. 求子串位置:
    子串的定位操作通常称为串的模式匹配。
    设计思路如下:
    a. 设i用于主串s1中当前位置下标值,j用于子串sub中当前位置下标值。
    b. 首先比较s1[0]与sub[0],如果相同的话,可能子串就开始了。
    c. 如果不相等,那么子串仍然是从sub[0]开始,而主串s1则以s1[1]与其比较。
    d. 如果j==子串sub的长度,那么就找到子串了。
    但是根据这种设计,如果子串是00001,主串是0000000000001,这种情况下,每次都要比较到子串最后一位发现为1,才知道不相等,然后主串的指针又要回溯到i-4的位置,如果主串的0特别多,就要回溯很多次,所以出现了一种改进的模式匹配:每当一趟匹配过程中出现字符比较不等时,不需回溯i指针,而是利用已经得到的“部分匹配”的结果将模式向右“滑动”尽可能远的一段距离后,继续进行比较。

举个例子:
主串S:a b a b c a b c a c b a b,子串T:a b c m c
当i=3,S[i]=b,当j=3,T[j]=m,发现子串与主串不相等了,这时不用从i=1,j=0从头开始比较,根据此轮比较发现主串与子串0-2的字符是相等的,而且0-2的字符也不是重复的,所以T[0]也就无需在和S[1],S[2]进行比较了,i可以直接向右滑动到3,继续同T进行比较,在整个匹配过程中,i的指针没有回溯,减少了运行时间。

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