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文档简介
串名串值(用‘’括起来)串即字符串,是由零个或多个字符组成的有限序列,是数据元素为单个字符的特殊线性表。记为:
s
=‘
a1
a2
……..an’ (n≥0
)4.1
串类型的定义隐含结束符‘\0’,即ASCII码NULL为何要单独
“串”类型?字符串操作比其他数据类型更复杂(如拷贝、连接操作)程序设计中,处理对象很多都是串类型。若干术语:串长:串中字符的个数(n≥0).n=0时称为空串
。空格串:由一个或多个空格符组成的串。问:空串和空格串有无区别?答:有区别。空串(Null
String)是指长度为零的串;而空格串(Blank
String),是指包含一个或多个空白字符‘
’(空格键)的字符串.子串:串S中任意个连续的字符序列叫S的子串;S叫主串。子串位置:子串的第一个字符在主串中的序号。字符位置:字符在串中的序号。串相等:串长度相等,且对应位置上字符相等。例1:现有以下4个字符串:a=‘BEI’ b
=‘JING’ c
=‘BEIJING’ d
=‘BEIJING’问:①
他们各自的长度?
a=3,b
=4,c
=
7,d=8②a是哪个串的子串?在主串中的位置是多少?
a是c和d的子串,在c和d中的位置都是1③空串是哪个串的子串?a是不是自己的子串?“空串是任意串的子串;任意串S都是S本身的子串,除S本身外,S的其他子串称为S的真子串。”——《数据结构与算法》中山大学ADT
String{Objects: D={ai
|ai∈CharacterSet,
i=1,
2,…,n,
n≥0}Relations:
R1={<ai-1,ai>
|
ai-1,ai
∈D,i=2,
…,n}functions://至少有13种基本操作StrAssign(&T,
chars)pare(S,T)StrLength(S)Concat(&T,
S1,
S2)//串赋值,生成值为chars的串T//串比较,若S>T,返回值大于0…//求串长,即返回串S中的元素个数//串连接,用T返回S1+S2的新串SubString(&Sub,S,pos,
len)
//求S中pos起长度为len的子串StrCopy(&T,S)……Index(S,
T,
pos)//由串S 得到T//子串定位函数(模式匹配),返回位置//用子串V替换子串TReplace(&S,
T,V)}ADT
String串的抽象数据类型定义(参见P71)最小操作子集复习:C语言中常用的串运算C串比较:int
strcmp(char
*s1,char
*s2);求串长:int
strlen(char
*s);串连接:char strcat(char
*to,char
*from)子串T定位:char
strchr(char
*s,char
*c);……参考C语言书注:用C处理字符串时,要调用标准库函数#include<string.h>类Cpare(S,T)StrLength(S)Concat(&T,
S1,
S2)Index(S,
T,
pos)例如:可利用串比较、求串长和求子串等操作实现定位函数Index(S,T,
pos).算法基本思想:在主串S中取从第i(i=pos)个字符起,取长度和串T相等的子串和串T比较,若相等,则返回值为i否则i++,直到S中不存在和T相等的子串为止。Int
Index(String
S,String
T,int
pos){//T为非空串,若主串S中第pos个字符之后存在与T相等的子串,//则返回第一个这样的子串在S中的位置,否则返回0;if(pos>0){n=StrLength(S);m=StrLength(T);i=pos;while(i<=n-m+1){pare
(SubString
(S,i,m),
T)!=0)
++i;return
i;if(else}//while}//ifreturn0;}//Index()pare(SubString(S,i,StrLength(T)),T)=?0sSnmi=posn-m+1subsubiTTReplace(&S,
T,V)//用子串V替换子串Tq=’WORKER’。求:例1:
设
s
=’I
AM
A STUDENT’,
t
=’GOOD’,StrLength(s)
=StrLength(t)
=Index(s,
‘A’)=Index(s,
t)=14 //参见P714SubString(&sub,
s,
8,
7)=
‘STUDENT’SubString(&sub,
t,2,1)=‘O’30
(
s中没有t=’GOOD’!)Index(S,
T,
pos)//返回子串T在pos之后的位置Replace(&s,
‘STUDENT’,q
)=
’I
AM
A
WORKER’解:因为SubString(s,6,2)=‘A
’;SubString(s,7,8)=‘STUDENT’Concat(,t,SubString(s,7,8))=’GOOD
STUDENT’所以:Concat(,SubString(s,6,2),
Concat(t,SubString(s,7,8)))=‘A
GOOD
STUDENT’例2:设
s
=’I
AM
A STUDENT’,
t
=’GOOD’,求:Concat(
SubString(s,6,2), Concat(
t,SubString(s,7,8)
)
)
=?串的特点:串的逻辑结构和线性表极为相似,区别仅在于串的数据对象约束为字符集;串的基本操作和线性表差别很大串的基本操作中,通常以“串的整体”作为操作对象。4.2
串的表示首先强调:串与线性表的运算有所不同,是以“串的整体”作为操作对象,例如查找某子串,在主串某位置上 一个子串等。串有三种机内表示方法:定长顺序
表示——用一组地址连续的 单元 串值的字符序列,属静态 方式。堆分配
表示——用一组地址连续的 单元 串值的字符序列,但
空间是在程序执行过程中动态分配而得。串的块链
表示——链式方式顺序链式定长顺序
特点:用一组连续的单元来存放串,直接使用定长的字符数组来定义,数组的上界预先给出,故称为静态存储分配。例如:#define
Maxstrlen
255
//用户可用的最大串长typedefunsigned
char
SString[
Maxstrlen+1]
;
//P73SString
s; //s
是一个可容纳255个字符的顺序串。注:一般用SString[0]来存放串长信息;C语言约定在串尾加结束符‘\0’,以利操作加速,但不计入串长若字符串超过Maxstrlen
则自动截断(因为静态数组存不进去)。例:用顺序方式编写求子串函数SubString(&Sub,S,pos,len)Status
SubString(SString
&sub,SString
S,
int
pos,intlen
){ if(pos<1
||
pos>S[0]
||
len<0
||
len>S[0]-pos+1)
return
ERROR;//若pos和len参数越界,则告警Sub[1……len]=S[pos……pos+len-1];Sub[0]=len; return
OK;}将串S中从第pos个字符开始、长度为len的字符序列 到串Sub中。(
虑到函数的通用性,应当让串Sub的预留长度与S一样)子串长度s
=‘
a1
a2
……..an’pos
lenSub[
]:想存放超长字符串怎么办?改用动态分配的一维数组——堆堆分配
特点:仍用一组连续的单元来存放串,但存储空间是在程序执行过程中动态分配而得。思路:利用malloc函数合理预设串长空间。特点:
若在操作中串值改变,还可以利用realloc函数按新串长度增加空间(即动态数组概念)
。堆T的 结构描述:Typedef
struct
{char
*ch;
//若非空串,按串长分配空间;否则ch=NULLint
length;
//串长度}HStringC是指针变量,可以自增!意即每次后移一个数据单元。直到终值为“假”停止,串尾特征是c=‘\0’=NULL=Status
StrAssign(HString
&T,
char
*chars){
//生成一个串T,T值←串常量charsif(T.ch)
free(T.ch);
// T原有空间for(i=0,c=chars;
c; ++i,++c);
//求chars的串长度i例1:编写建堆函数(参见
P76)此处T.ch[0]没有用来装串长,因为另有T.length分量if
(
!i
)
{T.ch
=
NULL;
T.length
=
0;}else{if
(!(T.ch
=
(char*)malloc(
i
*sizeof(ch0ar))))exit(OVERFLOW);T.ch[0..i-1]
=
chars[0..i-1];T.length
=i;}Return
OK;}
//StrAssignStatus
StrInsert
(HString
&S, int
pos, HString
T
){
//在串S的第pos个字符之前(包括尾部)
串Tif
(pos<1||pos>S.length+1)
return
ERROR;if(T.length){if
(!(S.ch=(char*)realloc(S.ch,
(S.length+T.length)*sizeof(char))
))exit(OVERFLOW);for
(i=S.length-1;
i>=pos-1;
--i
)
S.ch[i+T.length]
=
S.ch[i];S.ch[pos-1…pos+T.length-2]
=
T.ch[0…T.length-1];S.length
+
=
T.length;} return
OK;}
//StrInsert例2:用“堆”方式编写串 函数(参见
P75):法1密度为
;法2显然,若更优—称为块链结构链式
特点
:用链表
串值,易
和删除。法1:链表结点的数据分量长度取1(个字符)1/2密度为
4/5
;ABCINULLhead法2:链表结点(数据域)大小取n(例如n=4)headABCDEFGHI###NULL元素很多,用法2串值所占的
位置密度=实际分配的
位#define
CHUNKSIZE
80typedef
struct Chunk
{//每块大小,可由用户定义//首先定义结点类型char ch[CHUNKSIZE
];
//每个结点中的数据域struct Chunk
*next;
//每个结点中的指针域}Chunk;块链类型定义:的串类型//其次定义用链式//头指针//尾指针//结点个数typedef struct
{Chunk
*head;Chunk
*tail;int
curLen;}Lstring;4.3
串的模式匹配算法
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