C/C++实现的数据结构：串的概念与操作

"数据结构课件——串（C/C++）" 在计算机科学中，数据结构是组织和管理数据的重要工具，它直接影响到程序的效率和可读性。本课件主要关注的是串（字符串）这一特殊的数据结构，它是C/C++编程中常见且重要的概念。串是由多个或零个字符组成的有限序列，可以用来表示文本信息，如单词、句子或者文件内容。 串的定义通常使用符号S=‘c1c2...cn’表示，其中S代表串的名字，'c1c2...cn'是串的值，c1到cn代表串中的字符，而n则表示串的长度，即字符的数目。长度为0的串被称为空串，记作"Ø"。子串是指串中任意个连续字符组成的子序列，而包含子串的串则称为主串。字符在串中的位置可以通过其在序列中的序号来确定，子串在主串中的位置则以其第一个字符在主串中的位置为准。串相等是指两个串包含相同的字符序列，而空格串是由一个或多个空格组成。 串的表示方法有多种，一种常见的方法是在C语言中使用一对单引号将串括起来，并在串末尾添加字符'\0'来标识串的结束。而在PASCAL中，通常会用0号数组分量存放串的实际长度。串的表示还包括定长顺序存储、堆分配存储和块链存储三种主要实现方式： 1. 定长顺序存储表示：通常使用定长数组，如在C语言中，可以定义一个足够大的数组（如定义为255个字符）来存储串，数组的最后一个元素为'\0'。如果使用静态分配，每个串预先分配固定长度的存储区域，串的实际长度可以在分配的区域内变化。 2. 堆分配存储表示：利用malloc()函数动态地为串分配存储空间，当串不再需要时，使用free()函数释放内存。这种方式灵活，但需要额外的内存管理。 3. 块链存储表示：采用链表结构，每个节点存储一部分串值，节点之间通过指针连接，这样可以处理长度不固定的串，且便于插入和删除操作。 对于串的抽象数据类型，我们需要定义一组基本操作集，例如创建串、读写串、获取串长度、比较串、查找子串、插入和删除字符等。这些操作都是以“串的整体”为单位进行的，而非单个字符，这是串操作的一大特点。 通过理解和掌握串的定义、表示和操作，开发者能够更有效地处理文本数据，设计出高效且实用的程序，特别是在文本处理、搜索算法和模式匹配等领域。例如，4.3章节中提到的串的模式匹配算法，是字符串处理中的关键部分，用于在主串中查找是否存在特定的子串。这样的算法有多种，如朴素的KMP算法、Boyer-Moore算法等，它们在实际应用中有着广泛的应用。