字符串抽象数据类型与操作

"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。