C语言字符串操作与模式匹配：基础概念与算法

在C语言中，第4章主要探讨了字符串（串）的相关概念和操作。这一章节的核心内容包括： 1. **串的基本概念和表示**： - 串，也称为字符串，是由零个或多个字符组成的有限序列，其中每个字符可以是任何ASCII字符，通常以特殊的空字符'\0'作为结束标志。空串是指长度为0的串，只包含结束符。 - 串的表示通常通过字符数组实现，如`char s[] = "example";`，但为了处理动态长度，常使用字符指针或动态内存分配。 2. **基本操作**： - **串运算**： - `int strcmp(chars1, chars2);`：用于比较两个串是否相等，若串1大于串2，则返回正数，小于则返回负数，相等返回0。 - `int strlen(chars);`：计算串的长度，即字符的数量，不包括结束符。 - `char strcat(charto, charfrom);`：串连接操作，将`charfrom`追加到`charto`的末尾。 - `char strstr(chars, chart);`：查找子串`chart`在主串`chars`中的位置，如果找到则返回子串的首字符位置，否则返回`NULL`。 - `char strcpy(chart, chars);`：串复制，将`chars`的值复制到`chart`中。 - **其他操作**： - `StrAssign(&T, chars)`：串赋值，将`chars`的内容复制到新创建的串`T`。 - `StrCompare(S, T)`：除了直接比较外，还有可能根据特定需求进行复杂比较。 - `SubString(&Sub, S, pos, len)`：提取子串，从`S`的指定位置`pos`开始，长度为`len`的字符序列。 3. **存储结构与算法**： - 当涉及到动态内存管理时，串可能会以链表或动态分配的方式存储，这会影响基本操作的时间复杂度和内存效率。理解如何在不同存储结构下实现这些操作至关重要。 4. **模式匹配算法**： - 学习如何在一个较长的串（主串）中查找特定的子串（模式串）的算法，如KMP算法、Boyer-Moore算法等，这些都是高效搜索的典型技术。 5. **术语定义**： - **串长**：串中字符的总数，包括结束符。 - **空格串**：由一个或多个空格字符组成的串。 - **子串**：主串中的连续字符序列。 - **字符位置**：在串中的索引，从0开始。 - **子串位置**：子串在主串中的起始索引。 6. **抽象数据类型（ADT）String**： - 定义了一个包含数据对象（字符数组）、数据关系（相邻字符之间的连接）以及多种基本操作的接口，如赋值、比较、求长、连接、子串提取、替换等。 掌握这些概念和操作是C语言编程中处理字符串的关键，对于文本处理、文件操作、数据解析等场景具有重要应用价值。通过理解并熟练运用这些技术，可以编写出更高效、可维护的代码。