字符串抽象数据类型与操作
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更新于2024-08-01
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"数据结构课程的第三章,主要讲解了字符串的抽象数据类型、存储结构、算法实现以及模式匹配。"
字符串是数据结构中的一个重要组成部分,它是由零个或多个字符组成的复合数据结构。在计算机科学中,字符串通常用于存储文本信息。字符串的长度定义为它包含的字符数量,而空串则表示没有字符的串。每个字符在串中的位置可以通过其序号来标识,从0开始计数。子串是指串中任意个连续字符组成的序列,它可以是原串的一部分,子串的位置由其首字符在主串中的位置决定。
在描述的字符串抽象数据类型中,有两个关键概念:String抽象数据类型和字符串类(class String)。String ADT通常包括一系列基本操作,如计算串的长度(strlen)、复制串(strcpy)、拼接串(strcat)、比较串(strcmp),以及输入输出、定位等功能。例如,strlen函数返回一个字符串的长度,strcpy函数将一个字符串复制到另一个字符串,strcat函数将两个字符串连接成一个新的字符串,strcmp函数比较两个字符串的值并返回相应的比较结果。
字符串类的设计则考虑了动态变长的存储结构,这意味着字符串的大小可以根据需要动态扩展或收缩,不同于固定长度的数组。类的实例可以创建、清除(ClearString)、销毁(DestroyString)以及赋值(StrAssign)。这种设计允许更灵活地处理不同长度的字符串,避免了预设固定大小可能导致的空间浪费。
此外,字符串的模式匹配是字符串处理中的一个重要话题,它涉及到在主串中查找特定子串是否存在。常见的模式匹配算法有朴素匹配法、KMP算法等,这些算法能够高效地在字符串中搜索目标子串,而不会频繁回溯。
字符串的存储结构通常有两种主要形式:静态存储和动态存储。静态存储通常使用字符数组来保存,大小在编译时确定;动态存储则通过指针和动态内存分配,如C++中的std::string或C中的动态内存分配来实现,可以在运行时根据需要调整大小。
在实际应用中,字符串处理是编程中不可或缺的部分,无论是文件操作、用户输入处理、数据分析还是文本处理,都会涉及到字符串的使用和操作。因此,理解和掌握字符串的抽象数据类型、存储结构以及相关算法对于任何IT专业人士来说都至关重要。
2022-10-20 上传
2021-09-28 上传
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