第4章 串

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4.1.1 串的基本概念
是零个或多个字符组成的有限序列。 串(String)是零个或多个字符组成的有限序列。 是零个或多个字符组成的有限序列 一般记为： 一般记为： S="a1…an" (n≥0) 其中S是串的名字 是串的名字， 其中 是串的名字，用双引号括起来的字符序 列是串的值， 可以是字母、 列是串的值，ai(1≤i≤n)可以是字母、数字或其 可以是字母 他字符。 他字符。 请注意空串(Null String)和空格串 和空格串(Blank 请注意空串 和空格串 String)的区别。 的区别。 的区别 串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串 的子串。包含子串的串相应的称为主串。 的子串。包含子串的串相应的称为主串。
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4.2.1 串的顺序存储结构
串的顺序存储就是把串所包含的字符序列依次 存入连续的存储单元中去， 存入连续的存储单元中去，也就是用向量来存 储串。串的顺序存储结构如图4.1所示 所示。 储串。串的顺序存储结构如图 所示。 定长顺序串的存储结构使用C语言描述如下： 定长顺序串的存储结构使用 语言描述如下： 语言描述如下
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4.1.2 串的基本操作
下面给出串的基本操作。 下面给出串的基本操作。
(1) StrAssign(S,chars)：串赋值操作。将字符串chars的值赋值给 串S。 (2) StrLength(S)：串长度操作。返回串S的长度，即串S中的元素 个数。 (3) StrInsert(S,T,pos)：串插入操作。如果1≤pos≤StrLength(S)+1 时，在串S的第pos个字符之前插入串T。 (4) StrDelete(S,pos,len)：串删除操作。如果 1≤pos≤StrLength(S)-len+1，则从串S中删除第pos个字符起长度为len 的子串。 (5) StrCopy(S,T)：串复制操作。将串T复制到串S中。 (6) StrEmpty(S)：串判空操作。若串S为空串，则返回1；否则返 回0。 (7) StrCompare(S,T)：串比较操作。若串S与T相等则返回1；否 则返回0。 (8) StrClear(S)：串清空操作。将串S清为空串。 (9) StrConcat(S,T)：串连接操作。将串T连接在串S的后面。
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4.2.3 串的块链式存储结构
每个结点称为一个块，整个链表称为块链结构， 每个结点称为一个块，整个链表称为块链结构， 为了便于操作，再增加一个尾指针。 为了便于操作，再增加一个尾指针。结点大小 为数据域中存放字符的个数。 为数据域中存放字符的个数。 例如， 是结点大小为4(即每个结点存放 例如，图4.3(a)是结点大小为 即每个结点存放 是结点大小为 4个字符 的链表，图4.3(b)是结点大小为 的链 个字符)的链表 是结点大小为1的链 个字符 的链表， 是结点大小为 表。
typedef struct { char *ch; int len; }HString;
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4.2.2 串的堆式存储
由于这种类型的串变量的串值的存储位置是在 程序执行过程中动态分配的， 程序执行过程中动态分配的，与定长顺序串和 链串相比，这种存储方式是非常有效和方便的， 链串相比，这种存储方式是非常有效和方便的， 但在程序执行过程中会不断生成新串和销毁旧 串。
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4.2.2 串的堆式存储
系统将一个地址连续、 系统将一个地址连续、容量很大的存储空间作为字符 串的可用空间，每当建立一个新串时， 串的可用空间，每当建立一个新串时，系统就从这个 空间中分配一个大小和字符串长度相同的空间存储新 串的串值。 串的串值。 语言中， 的自由存储空间， 在C语言中，已经有一个称为“堆”的自由存储空间， 语言中 已经有一个称为“ 并可用malloc()和free()函数完成动态存储管理。因此， 函数完成动态存储管理。 并可用 和 函数完成动态存储管理 因此， 我们可以直接利用C语言中的 语言中的“ 实现堆串。此时， 我们可以直接利用 语言中的“堆”实现堆串。此时， 堆串可定义如下： 堆串可定义如下：
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本章小结
(1) 串是一种数据类型受到限制的特殊线性表，它的 串是一种数据类型受到限制的特殊线性表， 数据对象是字符集合，每个元素都是一个字符， 数据对象是字符集合，每个元素都是一个字符，一系 列相连的字符组成一个串。 列相连的字符组成一个串。 (2) 串虽然是线性表，但又有其自己的特点：不是作 串虽然是线性表，但又有其自己的特点： 为单个字符进行讨论，而是作为一个整体(即字符串 即字符串) 为单个字符进行讨论，而是作为一个整体 即字符串 进行讨论。 进行讨论。 (3) 串的存储方式也有顺序存储结构和链式存储结构， 串的存储方式也有顺序存储结构和链式存储结构， 其中顺序存储可以是静态存储也可以是动态存储， 其中顺序存储可以是静态存储也可以是动态存储，定 长顺序存储结构是静态存储， 长顺序存储结构是静态存储，堆式存储结构是动态存 储。 (4) 串的基本运算有串连接、两串相等判断、取子串、 串的基本运算有串连接、两串相等判断、取子串、 插入子串、删除子串、子串定位和串置换等。 插入子串、删除子串、子串定位和串置换等。
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4.2 串的存储结构
线性表的顺序和链式存储结构对于串都是适用 的。但任何一种存储结构对于串的不同运算并 非都是十分有效的。 非都是十分有效的。 对于串的插入和删除操作， 对于串的插入和删除操作，顺序存储结构是不 方便的，而链式存储结构则显得方便些。 方便的，而链式存储结构则显得方便些。如果 访问串中单个字符，对链表来说是不困难的； 访问串中单个字符，对链表来说是不困难的； 当要访问一组连续的字符时，用链式存储结构 当要访问一组连续的字符时， 要比用顺序存储结构麻烦。 要比用顺序存储结构麻烦。
1. 串赋值操作 2. 串插入操作 3. 删除子串函数 4. 串连接函数
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4.2.2 串的堆式存储
下面给出调用上述各基本操作的主函数。 下面给出调用上述各基本操作的主函数。 main() { HString s1={"Beijing ",8},s2={"China",5},s3={0,0},s4={0,0}; char *chars="Heilongjiang"; StrConcat(&s1,s2); /*调用StrConcat函 数 */ printf("\n%s\n%d",s1.ch,s1.len); StrInsert(&s3,s2,1); /*调用StrInsert 函数 */ printf("\n%s\n",s3.ch); StrDelete(&s1,9,5); /*调用StrDelete 函数 */ printf("\n%s\n",s1.ch); StrAssign(&s4,chars); /*调用StrAssign函 数 */ printf("\n%s\n",s4.ch); }
#define MAXLEN 100 typedef struct { char ch[MAXLEN]; int len; }SString;
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4.2.1 串的顺序存储结构
下面是定长顺序串部分基本操作的实现。 下面是定长顺序串部分基本操作的实现。 1. 串连接操作 2. 串比较操作 3. 取子串操作 4. 串插入操作 5. 串删除操作 6. 串置换函数 7. 子串定位操作
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4.1.2 串的基本操作
(10) SubString(Sub,S,pos,len)：求子串操作。若 存在位置1≤pos≤StrLength(S)且 1≤len≤StrLength(S)-pos+1，则用Sub返回串S的 第pos个字符起长度为len的子串。 (11) StrIndex(S,T)：串定位操作。若串S中存在 和串T相同的子串，则返回它在串S中第一次出现 的位置；否则返回0。 (12) StrReplace(S,T,pos,len)：串替换操作。当 1≤pos≤StrLength(S)且0≤len≤StrLength(S)-pos+1 时，用串T替换串S中从第pos个字符开始的len个 字符。 (13) StrDestroy(S)：串销毁操作。销毁串S。
(a) 结点大小为4的链表
(b) 结点大小为1的链表
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4.3 串 的 应 用
【例4.1】文本编辑。 】文本编辑。 参见教材P81 【例4.2】设有一篇英文短文，每个 】设有一篇英文短文， 单词之间是用空格分开的， 单词之间是用空格分开的，试编写一 算法， 算法，按照空格数统计短文中单词的 个数。 个数。 参见教材P83
Hale Waihona Puke 2第4章 串学习目标与要求： 了解串的基本概念和基本运算。 熟练掌握串的顺序存储结构，掌握 串的堆式存储结构和串的链式存储 结构。 熟练掌握串的顺序存储结构中的连 接、相等判断、取子串、插入、删 除和子串查找等算法的实现。
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4.1 串的定义及基本操作
串即字符串， 串即字符串，计算机处理的对象分为数值数据 和非数值数据，字符串是最基本的非数值数据。 和非数值数据，字符串是最基本的非数值数据。 字符串的应用非常广泛，它是许多软件系统(如 字符串的应用非常广泛，它是许多软件系统 如 字符编辑、情报检索、词法分析、符号处理、 字符编辑、情报检索、词法分析、符号处理、 自然语言翻译等系统)的操作对象 的操作对象。 自然语言翻译等系统 的操作对象。 在事务处理程序中， 在事务处理程序中，顾客的姓名和地址以及货 物的名称、 物的名称、产地和规格等一般也是作为字符串 处理的。字符串是一种特定的线性表， 处理的。字符串是一种特定的线性表，其特殊 性在于组成线性表的每个元素都是一个单字符。 性在于组成线性表的每个元素都是一个单字符。
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习
题
一、填空题 参见教材P84 二、选择题 三、判断题 四、算法设计题