北大张铭数据结构与算法课件：详解字符串与模式匹配

数据结构与算法课件，由北京大学信息科学与技术学院的张铭教授提供，是一份详尽且清晰的学习资料，专为理解和掌握数据结构和算法设计。该课程主要聚焦于第三章——字符串，这一章节深入探讨了字符串的抽象数据类型、存储结构和类定义，以及相关的运算算法和模式匹配。 3.1 字符串抽象数据类型 在这个部分，张铭教授首先解释了字符串的基本概念，它是由0个或更多字符有序排列形成的复合数据结构，通常简称为“串”。串的长度指的是其包含的字符数量，而空串是一个特殊的字符串，其长度为零，不包含任何字符内容。字符串可以是常量，如`\n`，也可以是变量。 字符(char)是构成字符串的基本单元，在C和C++中，每个字符占用单字节（8 bits），并通过ASCII码表示128个符号，包括字母、数字和特殊字符等。 C++标准库中的`<string>`提供了另一种处理字符串的方式，即标准字符串类型。例如，`std::string S[M];`定义了一个字符串变量。字符串在内存中以'\0'作为结束标记，这个字符在ASCII码中对应8位比特全0，也称为NULL字符。此外，课件还介绍了字符串的一些操作函数，如计算串长的`strlen()`，复制串的`strcpy()`，拼接串的`strcat()`，以及比较串内容的`strcmp()`。 3.2 字符串的存储结构和类定义 这部分会讲解如何在计算机内部存储字符串，可能涉及到动态数组、链表或更高级的数据结构，以及如何通过类的形式来封装这些存储和操作方法，提高代码的组织性和可维护性。 3.3 字符串运算的算法实现 这部分内容详细解析了各种字符串操作背后的算法设计，比如如何高效地实现字符串的查找、替换、分割等操作，涉及到了搜索算法（如KMP算法或Boyer-Moore算法）、哈希函数等高级主题。 3.4 字符串的模式匹配 在实际应用中，模式匹配是一项关键任务，例如在文本处理或编程中寻找特定的子串。这部分内容可能会介绍正则表达式和一些经典的模式匹配算法，如朴素的线性扫描、Rabin-Karp、AC自动机等，以及它们各自的优缺点。 北京大学张铭教授的数据结构与算法课件——"数据结构与算法课件 北大张铭 DS_03"提供了丰富的理论知识和实践指导，适合希望深入学习数据结构和算法特别是字符串处理的学生和专业人士参考。通过这份资料，读者可以系统地理解并掌握字符串的内在机制和常用操作方法。