字符串数组扩展应用探索：从动态数组到哈希表，解锁更多可能性

# 1. 字符串数组的本质与基本操作**

字符串数组是存储一组字符串的数组。与基本类型数组不同，字符串数组中的每个元素都是一个指向字符串的指针，而不是字符串本身。这种设计允许在不复制字符串内容的情况下高效地存储和操作字符串。

基本操作包括：

- 创建和初始化字符串数组：使用 `new` 运算符分配内存并使用字符串字面量或其他字符串初始化元素。
- 访问元素：使用数组索引符访问特定元素，返回指向字符串的指针。
- 修改元素：通过解引用指针可以修改字符串内容，但不能修改字符串指针本身。
- 释放内存：使用 `delete[]` 运算符释放字符串数组分配的内存。

# 2.1 动态数组的实现原理

### 2.1.1 连续内存分配

连续内存分配是最简单直接的动态数组实现方式。它将数组元素连续地存储在一段内存区域中，当数组需要扩展时，会重新分配一块更大的内存区域，并将原有元素复制到新区域中。

struct DynamicArray {
    int* data;
    int size;
    int capacity;
};

void expand_array(DynamicArray* arr) {
    int* new_data = (int*) malloc(arr->capacity * 2 * sizeof(int));
    memcpy(new_data, arr->data, arr->size * sizeof(int));
    free(arr->data);
    arr->data = new_data;
    arr->capacity *= 2;
}

**代码逻辑分析：**

1. `expand_array` 函数接受一个动态数组结构体指针作为参数。
2. 分配一块新内存区域，大小为原容量的两倍。
3. 将原数组元素复制到新内存区域中。
4. 释放原数组内存空间。
5. 更新动态数组结构体的 `data` 指针和 `capacity` 成员。

**参数说明：**

* `arr`：动态数组结构体指针。

### 2.1.2 链表实现

链表实现动态数组使用链表结构来存储数组元素，每个链表节点包含一个元素值和指向下一个节点的指针。当数组需要扩展时，只需创建一个新的节点并将其添加到链表末尾即可。

struct Node {
    int data;
    Node* next;
};

struct DynamicArray {
    Node* head;
    int size;
};

void expand_array(DynamicArray* arr) {
    Node* new_node = (Node*) malloc(sizeof(Node));
    new_node->next = NULL;
    Node* curr = arr->head;
    while (curr->next != NULL) {
        curr = curr->next;
    }
    curr->next = new_node;
    arr->size++;
}

**代码逻辑分析：**

1. `expand_array` 函数接受一个动态数组结构体指针作为参数。
2. 分配一个新的链表节点，并将其 `next` 指针置为 `NULL`。
3. 遍历链表，找到最后一个节点。
4. 将新节点添加到链表末尾。
5. 更新动态数组结构体的 `size` 成员。

**参数说明：**

* `arr`：动态数组结构体指针。

# 3. 字符串数组的哈希表应用

### 3.1 哈希表的原理和实现

哈希表是一种数据结构，它使用哈希函数将键映射到值。哈希函数将键转换为一个哈希值，该哈希值用于确定将值存储在哈希表中的位置。

#### 3.1.1 哈希函数

哈希函数是一个将键映射到哈希值的可计算函数。理想情况下，哈希函数应满足以下条件：

- **唯一性：**不同的键应映射到不同的哈希值。
- **均匀分布：**哈希值应均匀分布在哈希表的整个范围内。
- **快速计算：**哈希函数应快速计算。

常用的哈希函数包括：

- **取模哈希：**将键取模哈希表的大小。
- **乘法哈希：**将键与一个常数相乘，然后取模哈希表的大小。
- **MD5 哈希：**一种密码学哈希函数，产生固定长度的哈希值。

#### 3.1.2 冲突处理

当两个不同的键映射到相同的哈希值时，就会发生冲突。有几种方法可以处理冲突：

- **开放寻址：**在哈希表中找到一个空槽来存储值。
- **链地址法：**将冲突的键链接到一个链表中。
- **二次探测：**使用二次探测序列在哈希表中查找一个空槽。

### 3.2 哈希表在字符串数组中的应用