软件技术基础第5章串和数组

软件技术基础第5章串和数组串和数组基本概念串操作与实现数组操作与实现串和数组应用场景C/C语言中串和数组相关函数库介绍总结回顾与拓展延伸串和数组基本概念01串定义：串是由零个或多个字符组成的有限序列。一般记作s='a1a2....an'(n>=0)，其中，s是串的名称，用单引号（或双引号）括起来的字符序列是串的值；ai(1<=i<=n)可以是字母、数字或其他字符；串中的字符数目n称为串的长度。串的性质串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串。包含子串的串相应地称为主串。通常将两个串值相等的串称为相等串。空串是任意串的子串，任意非空串都是其自身的子串。0102030405串定义及性质数组是由相同类型的元素构成的有序集合，其中每个元素都有唯一的下标与之对应。在程序中，数组通常被用来存储一组相关的数据。数组定义根据数组元素的维数，可以将数组分为一维数组、二维数组和多维数组。其中，一维数组可以看作是一个线性表，二维数组可以看作是一个表格，多维数组可以看作是一个多维空间中的点集。数组分类数组定义及分类串与数组关系从存储结构的角度来看，串和数组都是采用顺序存储结构来存储数据的。因此，它们都可以使用一组连续的存储单元来存储数据元素，并且都可以通过下标来访问数据元素。串与数组的联系从数据类型的角度来看，串是一种特殊的线性表，其数据元素为字符类型；而数组是一种复合数据类型，其数据元素可以是任意类型。此外，在串中，通常需要关注串的长度、子串、模式匹配等问题；而在数组中，通常需要关注数组的维数、元素下标的计算、数组的遍历等问题。串与数组的区别串操作与实现02串赋值将一个串的所有字符依次复制到另一个串中，使得这两个串具有相同的内容。串赋值操作通常包括两个步骤，首先为目标串分配足够的存储空间，然后将源串的字符复制到目标串中。串复制创建一个新串，并将另一个串的所有字符复制到新串中。串复制操作与串赋值类似，不同之处在于它会创建一个新的串对象来存储复制的内容。串赋值与复制判断两个串是否相等，即它们的长度相等且对应位置的字符都相同。如果两个串相等，则返回真；否则返回假。相等比较按照字典顺序比较两个串的大小。首先比较两个串的第一个字符，如果相同则继续比较下一个字符，直到找到不同的字符或者其中一个串结束。根据不同字符的ASCII码值确定两个串的大小关系。大小比较串比较操作连接操作：将两个或多个串连接成一个新的串。连接操作通常通过遍历每个串的所有字符，并将它们依次添加到结果串中来实现。在连接过程中，需要注意为结果串分配足够的存储空间以容纳所有连接的字符。串连接操作子串定位：在一个主串中查找一个子串的位置。子串查找操作通常通过遍历主串的所有字符，并逐个比较它们与子串的对应字符来实现。如果找到与子串相匹配的子序列，则返回它在主串中的位置；否则返回表示未找到的特殊值（如-1）。在子串查找过程中，可以使用一些优化算法来提高查找效率，如KMP算法等。子串查找操作数组操作与实现03在程序编译时分配固定大小的内存空间，用于存储数组元素。静态数组创建动态数组创建数组初始化在程序运行时根据需要动态分配内存空间，可灵活调整数组大小。在创建数组时对其元素进行赋值，可通过循环或数组字面量等方式实现。030201数组创建与初始化通过下标索引访问数组中的特定元素，支持随机访问。元素访问直接通过下标索引修改数组中的元素值。元素修改在访问数组元素时，需确保下标在有效范围内，避免越界错误。边界检查数组元素访问与修改

数组遍历操作顺序遍历按照数组元素的存储顺序，依次访问每个元素。逆序遍历从数组末尾开始，向前依次访问每个元素。跳跃遍历按照一定步长跳过部分元素，访问特定位置的元素。多维数组创建多维数组初始化多维数组访问与修改多维数组遍历多维数组处理创建具有多个维度的数组，用于存储更复杂的数据结构。通过多个下标索引访问多维数组中的特定元素，并进行修改操作。对多维数组的每个元素进行赋值，可通过嵌套循环或数组字面量等方式实现。按照多维数组的存储结构，逐层遍历每个维度的元素。串和数组应用场景04在文本编辑器中，串和数组被用来存储和操作文本内容，如添加、删除、修改和查找文本。文本编辑通过串匹配算法，可以在大量文本中快速查找特定的字符串或模式。文本搜索利用串的重复性和冗余性，可以实现文本压缩算法，减少存储空间和网络传输成本。文本压缩文本处理中应用文件系统文件系统使用串来表示文件名和路径，同时使用数组来存储文件内容和元数据。数据库系统在数据库系统中，串和数组常被用来存储和检索数据，如字符串、数字数组和二进制数据等。网络通信在网络通信中，串和数组被用来表示和传输各种数据格式，如JSON、XML和二进制协议等。数据存储与检索应用许多排序算法都涉及到对数组的操作，如快速排序、归并排序和插入排序等。排序算法在图论算法中，串和数组可以用来表示图的顶点和边，以及实现各种图遍历算法。图论算法一些加密算法会使用串和数组来存储密钥、明文和密文等信息，以及执行加密和解密操作。加密算法算法设计与实现应用自然语言处理自然语言处理中涉及到大量的文本处理任务，如分词、词性标注和情感分析等，这些任务都可以使用串和数组来实现。计算机图形学在计算机图形学中，数组被用来表示图像像素和颜色等信息，以便进行图像处理和渲染等操作。生物信息学在生物信息学中，串被用来表示基因序列和蛋白质序列等生物数据，以便进行比对和分析。其他领域应用C/C语言中串和数组相关函数库介绍05用于计算字符串的长度，返回字符串的字符数，不包括结尾的空字符'0'。strlen函数用于将源字符串的内容复制到目标字符串中，包括空字符'0'。strcpy函数用于将源字符串的内容连接到目标字符串的末尾，并在末尾添加空字符'0'。strcat函数用于比较两个字符串的内容是否相同，如果相同则返回0，否则返回非0值。strcmp函数C语言中字符串处理函数库03getline函数从输入流中读取一行数据，并将其存储到string对象中。01string类CSTL中的string类提供了对字符串的支持，包括字符串的构造、赋值、访问、比较、修改等操作。02stringstream类用于对字符串进行流式处理，可以实现字符串与其他数据类型之间的转换。C标准模板库(STL)中字符串类在C/C中，数组必须先声明后使用，声明时要指定数组的类型和大小，并可以对数组进行初始化。数组的声明和初始化数组的访问和遍历数组的排序和查找多维数组可以通过下标访问数组中的元素，并使用循环结构遍历数组中的所有元素。C/C提供了一些内置的函数对数组进行排序和查找操作，如qsort、bsearch等。C/C支持多维数组，即数组的数组，可以用于表示更复杂的数据结构，如矩阵等。C/C语言中数组操作相关函数总结回顾与拓展延伸06数组的基本操作包括数组的创建、初始化、访问、修改、遍历等。数组的存储结构数组一般采用顺序存储结构，即在内存中为数组元素分配连续的存储空间。数组的基本概念数组是同类型数据的集合，可以是一维数组或多维数组。串的基本概念串是零个或多个字符组成的有限序列，又名字符串。串的基本操作包括串的赋值、比较、连接、求长度、子串的查找、插入和删除等。关键知识点总结回顾问题1串和数组的区别是什么？解答串和数组都是数据的集合，但串是字符的有限序列，而数组可以是任何同类型数据的集合。此外，串的基本操作与数组也有所不同，如串的连接、子串查找等。常见问题解答及误区提示常见问题解答及误区提示问题2在使用数组时，如何避免越界访问？解答在访问数组元素时，应确保下标在有效范围内。对于一维数组a[n]，有效下标范围是0到n-1。在编写程序时，可以通过添加边界检查来避免越界访问。常见问题解答及误区提示误区提示1误认为数组下标从1开始。纠正在大多数编程语言中，数组下标从0开始。因此，在访问数组元素时，应注意下标的起始值。误区提示2忽视数组越界访问的危害。纠正数组越界访问可能导致程序崩溃或产生不可预测的结果。因此，在编写程序时，应始终确保数组访问在有效范围内。动态数组的实现与应用动态数组是一种可以根据需要动态调整大小的数组。在实现上，可以使用指针和内存分配函数来创建动态数组，并根据需要调整其大小