串的存储结构与模式匹配算法

本文主要介绍了串（字符串）的定义、表示和实现，特别是重点讨论了块链存储表示以及串的模式匹配算法。串是字符集的线性表，其基本操作与线性表有所不同，更注重对整个串的处理。 在计算机科学中，串是一种特殊类型的数据结构，它由零个或多个字符组成，可以视为字符的有限序列。串的长度是指包含的字符数量，而空串是指不含任何字符的串，用符号``表示。串中的子串是串中任意个连续字符组成的子序列，而子串的位置则是子串的第一个字符在主串中的序号。 串的存储方式有多种，其中包括定长顺序存储、堆分配存储和块链存储。在块链结构中，每个块（Chunk）的大小是固定的，例如定义为`CHUNKSIZE`（这里为80），每个块包含一个字符数组和指向下一个块的指针。这样的设计允许更有效地管理内存，特别是在处理大型字符串时，可以避免连续内存分配的问题。LString 结构包含头和尾指针，用于跟踪串的开始和结束，以及当前串的长度，便于进行连接和其他操作。 串的基本操作包括但不限于以下几种： 1. `StrAssign`: 将字符数组赋值给一个串。 2. `StrCopy`: 复制一个串到另一个串。 3. `StrEmpty`: 检查一个串是否为空。 4. `StrCompare`: 比较两个串的相等性。 5. `StrLength`: 获取串的长度。 6. `ClearString`: 清空一个串。 7. `Concat`: 连接两个串。 8. `Substring`: 提取子串。 9. `Index`: 查找子串在主串中的位置。 10. `Replace`: 在串中替换指定子串。 11. `StrInsert`: 在特定位置插入子串。 12. `StrDelete`: 删除串中指定位置的子串。 13. `DestroyString`: 释放一个串所占用的内存。 模式匹配算法是串处理中的重要部分，通常用于查找一个串（模式串）在另一个串（主串）中是否存在。这些算法如KMP算法、Boyer-Moore算法等，可以在复杂的时间复杂度内完成查找任务，提高效率。 串的逻辑结构类似于线性表，但其数据对象受到字符集的限制。因此，虽然在操作上它们有类似之处，但在实际应用中，串的操作往往涉及对整个串的处理，而不仅仅是单个字符。这种区别使得串的操作具有独特的性质和挑战，例如在内存管理、性能优化和搜索策略等方面。