数据结构：深入理解串的概念与操作

"该资源是关于数据结构课程的第四章——串的讲解，主要涵盖了串的基本概念、存储结构、模式匹配算法以及应用实例。重点包括串的定义、子串与主串的区别、串的存储方式（如定长数组和链表）、基本运算的实现，特别是重点解析了KMP算法的思想和模式匹配过程。难点在于理解KMP算法的非匹配时的移动策略。" 在数据结构中，串是一种特殊类型的线性表，由零个或多个字符组成，可以表示文本信息。串的定义是，记为S='c1c2c3...cn'，其中S代表串的名字，'c1c2c3...cn'是串值，ci代表字符，n表示串的长度，而空串"Ø"表示没有字符的串。 串的基本概念包括子串和主串。子串是串中任意个连续字符组成的序列，例如，"BEI"是"BEIJING"的一个子串。主串则是包含子串的串，如"BEIJING"是"BEIJING"和"JING"的主串。值得注意的是，任何串都包含自身作为子串，且空串是所有串的子串。 串的抽象数据类型定义通常包括如下基本操作： 1. 初始化：创建一个新串，可以为空。 2. 获取长度：返回串中字符的数量。 3. 访问：返回指定位置的字符。 4. 插入：在指定位置插入一个字符。 5. 删除：删除指定位置的字符。 6. 拼接：将两个串连接成一个新的串。 7. 搜索：查找子串在主串中的位置。 8. 模式匹配：寻找一个串（模式）在另一个串（文本）中的出现。 串的存储结构主要有两种：定长数组和链表。定长数组适用于长度固定的串，如C语言中的字符串常量；链表则更灵活，适合长度可变的串。在实现基本运算时，这两种结构各有优缺点，比如数组在访问上效率高，但插入和删除操作可能涉及大量元素的移动，而链表则在插入和删除上更具优势。 模式匹配是串操作中的一个重要应用，其中BF（Brute Force，暴力搜索）算法是最基础的方法，通过逐个字符比较来寻找子串在主串中的位置。然而，BF算法效率较低，当子串较长时，重复的字符可能导致不必要的比较。KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法则通过预处理子串构造一个部分匹配表，优化了匹配过程，减少了不必要的回溯，提高了效率。理解KMP算法的关键在于理解如何根据已匹配的部分确定下次匹配的起点，避免了不必要的字符比较。 本章的学习重点是理解和掌握串的概念，实现串的存储结构和基本运算，尤其是KMP算法的工作原理和模式匹配的过程。对于KMP算法，需要理解非匹配时如何利用已知信息调整模式串的匹配位置，这是学习中的难点。通过这些知识，可以有效地解决涉及字符串处理的复杂问题。