数据结构：串的定义与操作解析

“数据结构教学课件：第7讲 串.pdf” 在计算机科学中，数据结构是组织和存储数据的方式，以便高效地访问和管理这些数据。本讲内容聚焦于数据结构中的一个重要概念——串（String）。串是由零个或多个字符组成的有限序列，它可以是字母、数字或其他符号。串在编程语言中被广泛使用，用于处理文本信息。 串的类型定义通常包括以下几个关键概念： 1. **空串**：长度为零的串，不包含任何字符，用‘’表示。 2. **空白串**：由一个或多个空格组成的串。空串与空白串不同，如‘’是长度为1的空白串，而‘’是长度为0的空串。 3. **子串**：在主串中，任意连续字符组成的子序列。空串是任意串的子串，每个串也是其自身的子串。例如，‘is’是‘Thisisastring’的子串，且在主串中首次出现的位置是3。 串的抽象数据类型（ADT）是对串进行操作的一种形式化描述，它定义了串的数据结构和相关的操作。在C语言中，我们可以使用以下函数来操作串： - **长度计算**：`strlen()` 函数用于计算串的长度，例如 `strlen(s1)` 返回 `s1` 的长度13。 - **复制**：`strcpy()` 函数用于将一个串复制到另一个串，如 `strcpy(s3, s1)` 将 `s1` 复制到 `s3`，使得 `s3 = ‘dirtreeformat’`。 - **连接**：`strcat()` 函数将一个串追加到另一个串的末尾，如 `strcat(s3, ’/’)` 后再 `strcat(s3, s2)`，最终使 `s3 = ‘dirtreeformat/file.mem’`。 除了上述基本操作，还有其他串操作，如查找（`strstr()`）、比较（`strcmp()`）和插入（需要自定义函数实现）。理解并熟练掌握这些操作对于编写涉及字符串处理的程序至关重要，特别是在文件系统、文本处理、搜索算法等领域。 串的表示和实现是数据结构课程中的重要部分。常见的串存储方式有： 1. **定长顺序存储**：在数组中预先分配固定长度的空间来存储串，适用于串长度固定的场景。 2. **堆分配存储**：使用动态内存分配，根据需要分配和释放空间，适用于串长度变化的情况。 3. **块链存储**：使用链表结构，每个节点存储一个固定长度的字符块，适用于大串处理和节省内存空间。 不同的存储方式各有优缺点，选择哪种方式取决于应用场景和性能需求。例如，顺序存储便于随机访问，但不适合频繁的插入和删除；而链式存储则更灵活，适合动态增长的串。 串的表示和操作是数据结构的基础，理解这些概念和方法对于学习高级算法和数据结构，以及解决实际问题具有重要意义。在软件开发中，有效地处理和操作字符串能显著提高代码的效率和质量。