数据结构与算法：探索字符串的定义、操作与存储

本章主要探讨了数据结构与算法中的“串”这一概念，串在计算机科学中特指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。串在编程中具有重要的地位，因为字符串操作相对复杂，比如拷贝和连接等，而且在许多程序设计中，处理的对象往往以字符串形式存在。 3.1 串的类型定义 串被定义为记作s=“a1a2……..An”，其中n表示串的长度，至少为0，可能包含隐含结束符ASCII码NUL。讨论“串”类型的原因在于其特有的操作需求，如字符串操作比其他数据类型更为复杂，因此专门针对串设计了相应的函数和方法，如assign（赋值）、equal（判等）、concat（连接）、length（求长）、substring（子串）、index（定位）、replace（置换）、insert（插入）和delete（删除）等。 子串的概念在此章节中尤为重要，它是指串S中任意个连续字符组成的序列，主串与子串的关系通过子串的位置和字符位置来确定。例如，字符串a=‘BEI’在c=‘BEIJING’和d=‘BEIJING’中的位置均为1，表明它是它们的子串。空串和空白串的区别在于，空串是长度为0的串，而空白串包含一个或多个空格字符。 3.2 串的基本操作 对串进行基本操作包括但不限于将一个串赋值给另一个串（assign和create），检查两个串是否相等（equal），连接两个串（concat），获取串的长度（length），提取子串（substring），查找子串出现的位置（index），替换子串中的字符（replace），在指定位置插入子串（insert），以及删除子串（delete）。此外，还涉及到串的复制操作（copy）。 3.3 串的表示和实现 串的存储方式有多种，这影响了它们的性能和内存管理。常见的有定长顺序存储，即用一组地址连续的存储单元存储字符序列，适合于固定长度的串，属于静态存储。另一种是堆分配存储，虽然存储单元地址连续，但空间动态分配，适用于需要动态调整大小的串。最后，块链存储表示则采用链式方式，每个节点包含字符和指向下一个节点的指针，这种方式灵活性较高，适合处理可变长度的串。 数据结构与算法的第3章“串”深入讲解了串的定义、操作以及不同的存储方式，这些都是编写高效程序处理字符串时不可或缺的知识。理解并熟练掌握这些概念，有助于程序员更好地设计和实现字符串相关的算法和数据结构。