【數據結構】串


一、定義
串結構的定長順序存儲類似於線性表的順序存儲結構,用一組地址連續的存儲單元存儲串值的字符序列。
二、結構
在串的定長順序存儲結構中,按照預定義的大小,為每個定義的串變量分配一個固定長度的存儲區,

	則可用定長數組如下描述之。
	
     typedef unsigned char SString[MAXLEN+1];

注意:
用SString[0]來存放串長信息;
串值后面加一個不計入串長度的標識符‘\0’;
串的實際長度可在予定義長度的范圍內隨意,超過予定義長度的串值則被舍去,稱為“截斷”

術語:
串的長度:串中字符的個數;零個字符的串稱為空串,記為
空格串:由一個或多個空格組成的串,其長度為串中空格字符的個數
子串:串s中任意個連續的字符組成的子序列稱為該串的子串,包含子串的串s相應地稱為主串。
子串位置:字符在序列中的序號稱為該字符在串中的位置。子串在主串中 的位置以第一個字符在主串中的位置來表示。
串相等:兩個串相等,當且僅當這兩個串的值相等。即,只有當兩個串的長度相等,並且各個對應位置的字符都相等時才相等。

串的類型定義

		ADT string {
					數據對象:
					數據關系:
					數據操作:
						StrAssign(&T,chars);   //串賦值,生成一個值等於chars的串T
					StrCompare(S,T);   //串比較,若S>T,返回值>0……
						StrLength(S);   //求串長
						Concat(&T,S1,S2);   //串連接,用T返回S1+S2的新串
						SubString(&Sub,S,p,len);  //求S中p位置起長度為len的子串
						……
						Index(S,T,p);  //返回子串T在主串S中p字符之后首次出現的位置
						Replace(&S,T,V);  //用子串V代替串S中所有的子串T
		}string

串的基本操作

/---初始化---/

/*---初始化---*/
void InitSString(SString s)
{
    s[0] = '\0';
}

/---串打印---/

/*---串打印---*/
void PrintString(SString s)
{
    printf("\n%s",s+1);
}

/---字符串的賦值---/

/*---字符串的賦值---*/
void StrAssign(SString s,char *str)
{
    int len = strlen(str);
    for(int i = 0;i<len;i++)
    {
        s[i+1] = str[i];
    }
    s[len+1] = '\0';
    s[0] = len;
}

/---求長度---/

/*---求長度---*/
int Strlenth(SString s)
{
    int len = 0;

    while(*s!='\0')
    {

        len++;
        s++;
    }
    return len;

}

/---創建串---/

/*---創建串---*/
bool CreatSString(SString s,char *str)
{
    InitSString(s);         //初始化
    StrAssign(s,str);       //串賦值
}

/---串連接---/

/*---串連接---*/
void Concat(SString t,SString s1,SString s2)
{
    int lens1= (int)s1[0];
    int lens2 = (int)s2[0];

    int i = 1,j = 1;


    while(i<=lens1)
    {
        t[i] = s1[i];
        i++;

    }
    t[0] = lens1;
    i--;                //根據結束條件 i=lens1+1,故t[i]此時沒有賦值

    if((lens1+lens2)<MAXLEN)
    {
        while(j<=lens2)
        {
            t[i+j] = s2[j];
            j++;
        }
        t[0] = lens1+lens2;
    }
    else
    {
        while(j<MAXLEN-lens1)
        {
            t[i+j] = s2[j];
            j++;
        }
        t[0] = MAXLEN;
    }
    t[i+j+1] = '\0';

}

/---求子串---/

/*---求子串---*/
bool SubString(SString sub,SString s,int p,int len)
{
    /*get substring  */
    int i;
    if(p<1||p>s[0]||len<0||len>s[0]-p+1)
        /*子串長度為零/當子串長度大於主串/子串長度小於零/子串長度大於主串截取位置到最后的長度,錯誤*/
		return false;
    else
    {
        for(i=1;i<=len;i++)
           sub[i]=s[i+p-1];  /*復制字符 */
        sub[i]='\0';
        sub[0]=len;          /*修改表長*/
	   return true;
    }
}

/---字符串比較---/

/*---字符串比較---*/
int StrCompare(SString s,SString t)
{
    int result = 0;//當比較結構相同時,為零。
    /*從s[1] 和 t[1] 開始比較*/
    s++;
    t++;

    while(*s!='\0' || *t!='\0')
    {
        result = *s - *t;
        if(result!= 0)
            break;/*如果不相等,得出結果並退出*/
        /*相等,下一組比較*/
        s++;
        t++;
    }

    return result;


}

/---刪除子串---/

/*---刪除子串---*/
//刪除字符串:刪除字符串S從pos位置開始的len長度子串
void StrDelete(SString s,int pos,int len)
{
    int s_len = Strlenth(s);//獲取字符串的長度

    for(int i = pos + len;i<=s_len;i++)
    {
        //將字符串中從pos+len位置開始的字符全部前移len個
        s[i-len] = s[i];
    }

    s[0] = s_len-len;
    s[s_len-len+1] = '\0';

}

/---字符串清除---/

/*---字符串清除---*/

void StrClear(SString s)
{
	s[0] = '\0';
}

/---模式匹配(kmp算法)---/

/*---模式匹配(kmp算法)---*/
int StrIndex_kmp(SString s, char *str)
{
    int i = 1;
    int j = 0;
    int next[MAXLEN];
    int sLen = strlen(s);
    int pLen = strlen(str);
    GetNext(str,next);
    while (i < sLen && j < pLen)
    {
        //①如果j = -1,或者當前字符匹配成功(即S[i] == P[j]),都令i++,j++
        if (j == -1 || s[i] == str[j])
        {
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            //②如果j != -1,且當前字符匹配失敗(即S[i] != P[j]),則令 i 不變,j = next[j]
            //next[j]即為j所對應的next值
            j = next[j];
        }
    }
    if (j == pLen)
        return i-pLen;
    else
        return -1;
}
/*---獲得next數組---*/
 void GetNext(char *t,int next[])
{
   int j=0,k=-1;
        next[0]=-1;
    int len = strlen(t);

   while(j<len)
   {
      if(k == -1 || t[j] == t[k])
      {
         j++;k++;
         if(t[j]==t[k])//當兩個字符相同時,就跳過
            next[j] = next[k];
         else
            next[j] = k;
      }
      else k = next[k];
   }
}

串的其他存儲結構

1.順序動態存儲

typedef struct {
		char ch[maxsize];
		 int length;
		} String, *string;

2.鏈式存儲

	trpedef struct chunk{
	char ch[maxlen];
	struct chunk *next
	}chunk;
	
	
	typedef struct {
	chunk *head,*tail;
	int len;
	}lstring;

當maxlen= 1時,每個節點存放一個字符,便於進行插入和刪除操作,但存儲空間利用率太低;當maxlen>1時,每個節點存放多個字符,當最后一個字符未滿是,不足處用特定字符(如“#”)補齊。此時提高了存儲密度,但插入、刪除的處理方法比較復雜,需要考慮節點的分拆和合並。


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