数据结构实验：串与模式匹配的实现与应用

数据结构串与模式匹配 数据结构中的串是指由零个或多个任意字符组成的有限序列。串的存储表示可以是顺序存储或链式存储。顺序存储是指将串中的每个字符存储在一个连续的数组中，而链式存储是指将串中的每个字符存储在一个链表中。 串的基本操作包括： 1. 串的初始化：将串初始化为空串或将串设置为指定的值。 2. 串的创建：根据给定的字符序列创建一个新的串。 3. 串的长度计算：计算串的长度，即串中字符的个数。 4. 串的比较：比较两个串是否相同或是否包含某个子串。 5. 串的截取：截取串中的某一部分，生成一个新的串。 6. 串的连接：将两个串连接起来，生成一个新的串。 模式匹配是数据结构中字符串的一种基本运算。给定一个子串，要求在某个字符串中找出与该子串相同的所有子串。这就是模式匹配。假设P是给定的子串，T是待查找的字符串，要求从T中找出与P相同的所有子串，这个问题成为模式匹配问题。P称为模式，T称为目标。如果T中存在一个或多个模式为P的子串，就给出该子串在T中的位置，称为匹配成功；否则匹配失败。 模式匹配算法有很多种，常见的有BF算法和KMP算法。 BF算法（Brute Force Algorithm）是一种简单的模式匹配算法。它的工作原理是从目标串的第一个字符开始，逐个比较目标串中的每个字符与模式串中的每个字符，直到找到匹配的子串或达到目标串的结尾。BF算法的时间复杂度为O(n*m)，其中n是目标串的长度，m是模式串的长度。 KMP算法（Knuth-Morris-Pratt Algorithm）是一种高效的模式匹配算法。它的工作原理是预处理模式串，生成一个next数组，然后从目标串的第一个字符开始，逐个比较目标串中的每个字符与模式串中的每个字符，直到找到匹配的子串或达到目标串的结尾。KMP算法的时间复杂度为O(n+m)，其中n是目标串的长度，m是模式串的长度。 在实验中，我们使用C语言实现了串的相关操作，包括串的初始化、创建、长度计算、比较、截取和连接。我们还使用BF算法和KMP算法实现了模式匹配操作，并进行了测试和调试。