本资源是关于数据结构课程中第四章——串的相关课件,主要涵盖了串的基本操作,包括类型定义、表示与实现以及模式匹配算法。串是数据结构中的一个重要概念,代表了一串字符的有限序列,可以是零个或多个字符。
1. **串的基本概念**
- 串(String)是由零个或多个字符组成,如"S=“a1a2a3…an”",其中S是串名,字符序列是串值。
- 空串(Empty String)是指不含任何字符的串,长度为0。
- 空格串与空串不同,例如“”是一个长度为1的空格串。
- 子串是串中的连续字符子序列,任意串都是其自身的子串,空串是任意串的子串。
- 主串是指包含子串的串,子串在主串中的位置是从1开始计数的。
2. **串的抽象数据类型定义**
- ADTString定义了串的数据对象D,即所有可能的字符集合。
- 数据关系R1表示相邻字符之间的关系。
- 基本操作包括:
- `StrAssign(&T, chars)`:初始化串T,赋予其字符串常量chars的值。
- `StrCopy(&T, S)`:复制串S得到新串T。
- `DestroyString(&S)`:销毁串S。
- `StrEmpty(S)`:检查串S是否为空。
- `StrCompare(S, T)`:比较两个串S和T的大小。
- `StrLength(S)`:返回串S的长度。
- `Concat(&T, S1, S2)`:将S1和S2连接成新串T。
- `SubString(&Sub, S, pos, len)`:提取串S中从pos位置开始长度为len的子串到Sub。
- `Index(S, T, pos)`:在串S中查找子串T的起始位置。
- `Replace(&S, T, V)`:在串S中用V替换子串T。
- `StrInsert(&S, pos, T)`:在串S的pos位置插入子串T。
- `StrDelete(&S, pos, len)`:删除串S中从pos位置开始的len个字符。
- `ClearString(&S)`:清空串S。
3. **串的表示和实现**
- 串的表示方式通常有定长数组、变长数组(动态数组)、链表等。
- 定长数组适合处理长度固定的串,而变长数组或链表则更适用于长度可变的串。
- 实现上,需要注意内存管理,如动态分配和释放,以及效率问题,如字符串复制和比较。
4. **串的模式匹配算法**
- 模式匹配是寻找子串在主串中出现位置的过程,常见的算法有朴素算法、KMP算法等。
- 朴素算法简单但效率较低,对于每个字符都要进行全串比较。
- KMP算法通过预处理模式串得到部分匹配表,提高匹配效率,避免了不必要的回溯。
这些知识点构成了数据结构中串的基础,理解和掌握这些内容对于学习和应用字符串处理算法至关重要,无论是编程语言的字符串操作还是文本处理、搜索等领域都有广泛的应用。