第4章 数据结构 串、数组和广义表

typedef struct{ *ch; char *ch; //若串非空,则按串长分配存储区, //若串非空,则按串长分配存储区, 若串非空 //否则ch //否则ch为NULL 否则ch为 int length; length; //串长度 //串长度
}HString; HString;
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• 直到主串的一个连续子串字符序列与模式相等 。 返回值为S中与T匹配的子序列第一个字符的序号 第一个字符的序号， 返回值为S中与T匹配的子序列第一个字符的序号， 即匹配成功。 即匹配成功。 • 否则，匹配失败，返回值 0 否则，匹配失败，
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2011年12月7日
BF算法描述（算法4.1） BF算法描述（算法4.1） 算法描述 4.1
子串 主串 字符位置 子串位置 串相等 空格串
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2011年12月7日
串的抽象数据类型 ADT String { 数据对象: 数据对象:
D = {ai | ai ∈ CharacterSet , i = 1,2,L, n, n ≥ 0}
数据关系: 数据关系: R1 = {< ai −1 , ai > | ai −1 , ai ∈ D, i = 1,2,L , n} 基本操作: 基本操作:
算法种类： 算法种类：
•BF算法（又称古典的、经典的、朴素的、穷举的） BF算法（又称古典的、经典的、朴素的、穷举的） BF算法 •KMP算法（特点：速度快） KMP算法（特点：速度快） KMP算法
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2011年12月7日
BF算法设计思想 BF算法设计思想 i S :ababcabcacbab
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//求子串 求子串 //串拷贝 串拷贝 //串判空 串判空 //清空串 清空串 //子串的位置 子串的位置 //串替换 //串替换 //子串插入 子串插入 //子串删除 子串删除 //串销毁 串销毁
2011年12月7日
串的存储结构
顺序存储 链式存储
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2011年12月7日
顺序存储表示
•
T :abc j
i指针回溯
S :ababcabcacbab T : abc S :ababcabcacbab T : abc
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2011年12月7日
BF算法设计思想 BF算法设计思想 Index(S,T,pos)
• 将主串的第pos个字符和模式的第一个字符比较， 将主串的第pos个字符和模式的第一个字符比较， pos个字符和模式的第一个字符比较 相等，继续逐个比较后续字符； 若相等，继续逐个比较后续字符； 不等，从主串的下一字符起， 若不等，从主串的下一字符起，重新与模式的 第一个字符比较。 第一个字符比较。
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2011年12月7日
数组的抽象数据类型 ADT Array {
ji = 0,L bi − 1, i = 1,2,L, n
数据对象: 数据对象
D = {a j j2 L jn | a j1 j2 L jn ∈ ElemSet
数据关系: R1 = {< a j L j L j , a j L j +1L j >| 数据关系
总次数为： 总次数为：(n-m)*m+m＝(n-m+1)*m ＝ 若m<<n，则算法复杂度 ，则算法复杂度O(n*m)
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2011年12月7日
KMP（ Pratt） KMP（Knuth Morris Pratt）算法
《计算机程序设计艺术 第1卷 基本算法》 98元 卷 基本算法》 元 《计算机程序设计艺术 第2卷 半数值算法》 98元 卷 半数值算法》 元 《计算机程序设计艺术 第3卷 排序与查找》 98元 卷 排序与查找》 元 /~knuth/
(1) StrAssign (&T,chars) (2) StrCompare (S,T) (3) StrLength (S) (4) Concat(&T,S1,S2)
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//串赋值 串赋值 //串比较 串比较 //求串长 求串长 //串联 串联
2011年12月7日
(5) SubString(&Sub,S,pos,len) (6) StrCopy(&T,S) (7) StrEmpty(S) (8) ClearString (&S) (9) Index(S,T,pos) (11) Replace(&S,T,V) (12) StrInsert(&S,pos,T) (12) StrDelete(&S,pos,len) (13) DestroyString(&S) }ADT String
2011年12月7日
链式存储表示
head
A B C D
E F G H
I # # #
head
A
B
C
...
I
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2011年12月7日
链式存储表示
#define CHUNKSIZE 80 typedef struct Chunk{ char ch[CHUNKSIZE]; struct Chunk *next; }Chunk; //可由用户定义的块大小 可由用户定义的块大小
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2011年12月7日
第4章 串、数组和广义表
教学内容
4.1 串 4.2 数组 4.3 广义表
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2011年12月7日
教学目标
1. 了解串的存储方法， 理解串的两种模式匹 掌握串的存储方法， 1.了解串的存储方法，理解串的两种模式匹配 掌握串的存储方法， 算法，重点掌握BF算法 算法。 算法，重点掌握 算法。 配算法； 配算法； 2. 明确数组和广义表这两种数据结构的特点， 2.明确数组和广义表这两种数据结构的特点， 明确数组和广义表这两种数据结构的特点 掌握数组地址计算方法 掌握数组存储时地址计算方法， 数组地址计算方法， 掌握数组地址计算方法，了解几种特殊矩阵 ，掌握数组存储时地址计算方法，了解几种 的压缩存储方法。 的压缩存储方法。 特殊矩阵的压缩存储方法。 特殊矩阵的压缩存储方法。 3.掌握广义表的定义、性质及其 掌握广义表的定义、 和 掌握广义表的定义 性质及其GetHead和 G7日
二维数组
A = (α1 ,α 2 ,L,α p ) (p = m或n)
α i = ( ai1 , ai 2 ,L, ain ) 1 ≤ i ≤ m
Am×n
1 i n 1 i n
0 ≤ jk ≤ bk − 1, 1 ≤ k ≤ n, 且k ≠ i, 0 ≤ ji ≤ bk − 2, a j1L ji L jn , a j1L ji +1L jn ∈ D, i = 2,L, n}
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2011年12月7日
基本操作: 基本操作
(1) InitArray (&A,n,bound1, …boundn) //构造数组 构造数组A 构造数组 (2) DestroyArray (&A) // 销毁数组 销毁数组A (3) Value(A,&e,index1,…,indexn) //取数组元素值 取数组元素值 (4) Assign (A,&e,index1,…,indexn) //给数组元素赋值 给
2011年12月7日
4.2 数组
本节所讨论的数组与高级语言中的数组区别： 本节所讨论的数组与高级语言中的数组区别： • 高级语言中的数组是顺序结构； 高级语言中的数组是顺序结构 顺序结构； • 而本章的数组既可以是顺序的，也可以是链式结构， 而本章的数组既可以是顺序 顺序的 也可以是链式结构， 链式结构 用户可根据需要选择。 用户可根据需要选择。
可将多个字符存放在一个结点中，以克服其缺点 可将多个字符存放在一个结点中，
head
A
B
C
D
E
F
G
H
I
#
#
#
head
A
B
C
...
I
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2011年12月7日
串的模式匹配算法 算法目的： 算法目的：
确定主串中所含子串第一次出现的位置（定位） 确定主串中所含子串第一次出现的位置（定位） 即如何实现教材P72 Index(S,T,pos)函数 即如何实现教材 函数
}ADT Array
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2011年12月7日
一维数组
LOC(i) =
0 1 2
a,
3 4
i=0
5 6 7 8 9
LOC(i-1)+l = a+i*l, i > 0 -
a 35 27 49 18 60 54 77 83 41 02
l l l l l l l a+i*l l l l
LOC(i) = LOC(i-1)+l = a+i*l -
typedef struct{ Chunk *head,*tail; //串的头指针和尾指针 串的头指针和尾指针 int curlen; //串的当前长度 串的当前长度 }LString; ;
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2011年12月7日
链式存储表示
优点： 优点：操作方便 缺点： 缺点：存储密度较低
= 串值所占的存储位 存储密度 实际分配的存储位
k
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2011年12月7日
串操作应用举例－－文本编辑 串操作应用举例－－文本编辑 －－
• • • 文本可被看作一个字符串，称为文本串 文本可被看作一个字符串， 页则是文本串的子串 行又是页的子串。 行又是页的子串。 页表 页号 起始行号
…………
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行表 行号 起始地址 长度
…………
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2011年12月7日