数据结构第四章备课讲稿

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数据结构第4章串B教学ppt

严蔚敏、吴伟民编著的经典教材，详细介绍了各种数据结构及其基本操作，包括串的实现和应用。
《算法导论》
Thomas H. Cormen等编著的经典算法教材，深入讲解了算法设计和分析的方法，包括串的模式匹配等算法。
MOOC课程
中国大学MOOC、Coursera等在线教育平台上提供了大量与数据结构和算法相关的课程，可以系统地学习相关知识和技能。
压缩串处理技术
针对大规模文本数据，研究压缩串处理技术可以减少存储空间占用，提高处理效率，是未来发展的重要方向之一。
串的并行处理技术
利用并行计算技术加速串的处理过程，提高处理效率，是未来研究的热点之一。需要解决并行化算法设计、并行计算框架选择等问题。
拓展学习资源推荐
1 2 3
《数据结构（C语言版）》
Sunday算法
Sunday算法是一种简单且高效的字符串匹配算法，其核心思想是当发现不匹配的字符时，直接跳过主串中当前字符之前的所有字符，将模式串与主串的下一个字符进行比较。
03
串的应用举例
文本编辑中的串操作
01
02
03
字符串匹配
在文本编辑中，经常需要查找或替换特定的字符串，这可以通过串的匹配操作实现。
可以使用数组下标和字符串截取函数`substr()` 实现串的截取，如`char ch = str[2];`或 `std:string sub = str.substr(2, 4);`。
Python语言实现串的基本操作
串的定义与初始化
在Python中，串使用引号（单引号、双引号或三引号）进行定义和初始化，如`s = 'hello'`或`s = "hello"`。的比较

数据结构授课教案-第4章

分钟
教学手段
板书、课件
总结
分钟
备注
共2学时
注：课型一栏填写理论课、实验课、习题课等
授课内容
备注
第四章串
4.1串类型的定义
一、串的基本概念
串(String)是零个或多个字符组成的有限序列。
一般记为：S=‘a1a2…an’ (n≥0)
其中S为串名，用单引号括起来的为串值，n为串的长度。
空串(Null String)：n=0时的串为空串
len>s.length-pos+1)
return error;
if(sub.ch) free(sub.ch);
if(!len){
sub.ch=null;
sub.length=0;
}
else{
sub.ch=(char *)malloc(len*sizeof(char));
sub.ch[0..len-1]=s[pos-1..pos+len-2];
t.length=s1.length+s2.length;
t.ch[s1.length..t.length-1]=s2.ch[0..s2.length-1];
}
Statussubstr(hstringsub,hstrings,intpos,intlen){
if(pos<1 || pos>s.length||len<0 ||
空格串(Blank string)：由一个或多个称为空格的特殊字符组成的串。
请注意空串(Null String)和空格串(Blank string)的区别。
子串：串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串。主串：包含子串的串相应地称为主串。通常将字符在串中的序号称为该字符在串中的位置。子串在主串中的位置则以子串的第一个字符在主串中的位置来表示。

数据结构第4章树PPT学习教案

(c)
(d)
(二叉树 (b)仅有一个根结点的二叉树 (c)右子树为空的二叉树 (d) 左子树为空的二叉树 (e)左右子树均非空的二叉树
二叉树是n(n≥0)个结点的有限集，它或者是空集
(n=0)，或者由一个根结点及两棵互不相交的、分别称
作这个根的左子树和右子树的二叉树组成。
结构的能力； 2）具有应用二叉树解决实际问题的能力。 3、素质目标养成良好的完成工作任务、团队合作、良好沟通、创新
思维和解决问题的能力。
第1页/共47页
4.1 树的概念树型结构是一类重要的非线性结构。树型结构是结点之间有分支，并具有层次关系的结构。它非常类似于自然界中的树。树结构在客观世界中是大量存在的，在计算机领域中也有着广泛的应用，如在编译程序中，用树来表示源程序的语法结构；在数据库系统可用树来组织信息。 1、树的递归定义：树是n(n≥0)个结点的有限集T，T为空时称为空树，否则它满足如下两个条件： (1)有且仅有一个特定的称为根(Root)的结点； (2)其余的结点可分为m(m≥0)个互不相交的有限子集Tl ，T2，…，Tm，其中每个子集本身又是一棵树，并称其为根的子树(Subtree)。注意：树的递归定义刻画了树的固有特性：一棵非空树是由若干棵子树构成的，而子树又可由若干棵更小的
⑤点。内它树部们，结都而点是T：12B的除的根根子F结树又点。有之显两外然H棵的T互11分不是支相只结交含点的一统子个称树根为{结I}内和点部{EJ结的}，
⑥开其始本结身点又：都根是结只点含又一称个为根开结始点结的点树。。
6
第3页/共47页
2）例结如点：之间的关系
A 第1层
①孩子结点：树中某个结点B 的子C 树的根D 称为第2层该结点的

课件-数据结构讲义(严蔚敏版)第四章串

if(pos>0) { n=StrLength(S); m=StrLength(T); i=pos;
while(i<=n-m+1) { SubString(sub,S,i,m);//sub返回S中第i个位置起长m的子串
if(StrCompare(sub,T)!=0) ++i; //串不等,位置后移 else return(i);//返回子串在T中的位置 }//while }//if return(0);//如S中无与T相等的子串 }//index
串复制StrCopy(&T,S)
Status StrCopy(SString &T, SString S) //S是源串，T是目的串 {
for(i=0;i <=S[0];++i)//字符序列的复制 T[i] = S[i];
return OK;
} 串比较StrCompare(S,T)
int StrCompare(SString S,SString T) { for (int i=1;i<=S[0]&&i<=T[0];i++) { if (S[i]!=T[i]) return S[i]-T[i]; return S[0]-T[0];
数据对象：D={ai| ai CharacterSet, i=1,2,…,n, n0} 数据关系：R1={< ai-1 ，ai >｜ ai-1 , ai D，i=1,2,…,n} 基本操作：
StrAssign(&T, chars), DestroyString(&S)
StrCopy(&T,S) , ClearString(&S), Replace(&S,T,V)

数据结构教案第四章

功能：从串s中删除第start个字符起长度len为的子串
任务二、串存储和实现
一、顺序存储结构（用时20分钟）
顺序存储结构类似于C语言的字符数组，以一组地址连续的存储单元存放串值字符序列，其类型说明如下：
#define MAX 255
charch[MAX]
在数组ch中以字符‘\0’表示字符串的结束.特点是访问容易,
匹配算法1
intindex( char s[ ], char t[ ],intstart )
{inti,eq,m,n;
charsubch[MAX];
m=strlen(s); n=strlen(t);
if ( start<0||n==0||start+n>m ) return(-1);
i=start;
9）判空操作empty( s )
功能：若为空串，则返回1，否则返回0
10）串置空操作ClearString( s )
功能：将s清为空串
11)串插入操作StrInsert( s, start , t)
功能：将串t插入到串s的第start字符之前
12）串删除操作StrDelete( s, start ,len)
6）求子串位置操作index( s, t )
功能：如果s中存在与t相同的子串,则返回s中第1个这样的子串的位置，若不存在返回0
7）替换操作replace( s, t ,v )
功能：由串v替换串s中出现的所有和t相同的不重叠子串；
教
学
过
程
设
计
(续表)
8）复制串操作strcopy(s, t)
功能：由串变量s复制得到串变量t；
两个串相等，当且仅当两个串长度相同，并且各个对应位置的字符都相同；

数据结构课件第4章数组和广义表

4
4.1 多维数组
数组(array)的定义 4.1.1 数组的定义
是由一组类型相同的数据元素构成的有序集合，是由一组类型相同的数据元素构成的有序集合，类型相同的数据元素构成的有序集合每个数据元素称为一个数组元素（每个数据元素称为一个数组元素（简称为元），每个元素受每个元素受n(n≥ 个线性关系的约束的约束，素），每个元素受 ≥1)个线性关系的约束，每个元素在n个线性关系中的序号个线性关系中的序号i 每个元素在个线性关系中的序号 1、i2、…、in 、称为该元素的下标，并称该数组为n维数组维数组。称为该元素的下标，并称该数组为维数组。
12
4.2 矩阵的压缩存储▲
在矩阵中很多值相同的元素并且它们的分布有一定的规律，在矩阵中很多值相同的元素并且它们的分布有一定的规律，特殊矩阵, 我们将这样的矩阵称为特殊矩阵我们将这样的矩阵称为特殊矩阵,如对角阵等。若矩阵中有很多零元素称为稀疏矩阵若矩阵中有很多零元素称为稀疏矩阵对于这些特殊的矩阵，怎样存储能节省存储空间，对于这些特殊的矩阵，怎样存储能节省存储空间，同时也能有效地进行运算
本章学习要求与重点难点
2
本章学习要求：本章学习要求：
1)了解数组的两种顺序存储表示方法， 1)了解数组的两种顺序存储表示方法，掌握数组在以行了解数组的两种顺序存储表示方法为主序的存储结构中的地址计算方法 2)了解矩阵压缩存储的必要性， 2)了解矩阵压缩存储的必要性，掌握特殊矩阵压缩存储了解矩阵压缩存储的必要性时的下标变换公式 3) 理解稀疏矩阵的两种压缩存储方法的特点和适用范围，理解三元组表示的稀疏矩阵在进行转置等运算处理时使用的处理方法 4)掌握广义表的结构特点、 4)掌握广义表的结构特点、存储表示和基本逻辑运算掌握广义表的结构特点求表头、求表尾）（求表头、求表尾） 5)了解有关广义表的递归算法 5)了解有关广义表的递归算法

数据结构第四章

S pos
A 插入前
S
T
A
pos 插入后
MAXLEN MAXLEN
T 插入串
省级精品课程配套教材高等学校计算机类“十二五”规划教材
(2) 插入后串长(st+st+st≥MAXLEN且pos+st＜MAXLEN，则A后移时会有部分字符被舍
S
A
pos 插入前
MAXLEN 舍弃
如图所示：
0123
4 567
8 … MAXLEN
a b c d e f g h …z
图4.3 串的定长顺序存储
省级精品课程配套教材高等学校计算机类“十二五”规划教材
4.2.2 顺序串的基本操作
1. 串插入函数(StrInsert(S, pos,T))
在进行串的插入时，插入位置pos将串分为两部分(假设为S、A，长度为st+1、 st+1)，及待插入部分(假设为T，长度为st+1)，则串由插入前的SA变为STA，可能有三种情况： (1) 插入后串长(st + st + st)＜MAXLEN，则将A后移st个元素位置，再将T插入，
18 for(i=0; i<=st; i++)
19
S->ch[i+pos]=T.ch[i];
20 S->last=MAXLEN;
21 }
22 else
23 { /*串T的部分字符序列要舍弃*/
24 for(i=0; i<MAXLEN-pos; i++)
25
S->ch[i+pos]=T.ch[i];
如何标识实际长度？可用以下方法

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数据结构第四章第四章习题1. 设s=’I AM A STUDENT’, t=’GOOD’, q=’WORKER’。

给出下列操作的结果：StrLength(s); SubString(sub1,s,1,7); SubString(sub2,s,7,1);StrIndex(s,’A’,4); StrReplace(s,’STUDENT’,q);StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q));2. 编写算法，实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。

3. 假设以块链结构表示串，块的大小为1，且附设头结点。

试编写算法，实现串的下列基本操作：StrAsign(S,chars)； StrCopy(S,T)； StrCompare(S,T)； StrLength(S)；StrCat(S,T)； SubString(Sub,S,pos,len)。

4．叙述以下每对术语的区别：空串和空格串；串变量和串常量；主串和子串；串变量的名字和串变量的值。

5．已知：S=”(xyz)*”,T=”(x+z)*y”。

试利用联接、求子串和置换等操作，将S转换为T. 6．S和T是用结点大小为1的单链表存储的两个串，设计一个算法将串S中首次与T匹配的子串逆置。

7．S是用结点大小为4的单链表存储的串,分别编写算法在第k个字符后插入串T，及从第k个字符删除len个字符。

以下算法用定长顺序串：8．编写下列算法：（1）将顺序串r中所有值为ch1的字符换成ch2的字符。

（2）将顺序串r中所有字符按照相反的次序仍存放在r中。

（3）从顺序串r中删除其值等于ch的所有字符。

（4）从顺序串r1中第index 个字符起求出首次与串r2相同的子串的起始位置。

（5）从顺序串r中删除所有与串r1相同的子串。

9．写一个函数将顺序串s1中的第i个字符到第j个字符之间的字符用s2串替换。

10．写算法，实现顺序串的基本操作StrCompare(s,t)。

11．写算法，实现顺序串的基本操作StrReplace(&s,t,v)。

实习题1．已知串S和T，试以以下两种方式编写算法，求得所有包含在S中而不包含在T中的字符构成的新串R，以及新串R中每个字符在串S中第一次出现的位置。

（1）利用CONCAT、LEN、SUB和EQUAL四种基本运算来实现。

（2）以顺序串作为存储结构来实现。

2．编写一个行编辑程序EDLINE，完成以下功能：（1）显示若干行：list [[n1]-[n2]]：显示第n1行到第n2行，n1缺省时，从第一行开始，n2缺省时，到最后一行，（2）删除若干行。

del [[n1]-[n2]]： n1、n2说明同（1）。

（3）编辑第n行。

edit n：显示第n行的内容，另输入一行替换该行。

（4）插入一行。

ins n：在第n行之前插入一行。

（5）字符替换。

replace str1,str2, [[n1]-[n2]]：在n1到n2行之间用str2替换str1。

3．设计一个文学研究辅助程序，统计小说中特定单词出现的频率和位置。

第四章答案4.1 设s=’I AM A STUDENT’，t=’GOOD’，q=’WORKER’。

给出下列操作的结果：【解答】StrLength(s)=14;SubString(sub1,s,1,7) sub1=’I AM A ’;SubString(sub2,s,7,1) sub2=’ ’;StrIndex(s,4,’A’)=6;StrReplace(s,’STUDENT’,q);s=’I AM A WORKER’;StrCat(StrCat(sub1,t),StrCat(sub2,q)) sub1=’I AM A GOOD WORKER’。

4.2编写算法，实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。

【解答】算法如下：int strReplace(SString S,SString T, SString V){/*用串V替换S中的所有子串T */int pos,i;pos=strIndex(S,1,T); /*求S中子串T第一次出现的位置*/if(pos = = 0) return(0);while(pos!=0) /*用串V替换S中的所有子串T */{switch(T.len-V.len){case 0: /*串T的长度等于串V的长度*/for(i=0;i<=V.len;i++) /*用V替换T*/S->ch[pos+i]=V.ch[i];case >0: /*串T的长度大于串V的长度*/for(i=pos+t.ien;i<S->len;i--) /*将S中子串T后的所有字符S->ch[i-t.len+v.len]=S->ch[i]; 前移T.len-V.len个位置*/for(i=0;i<=V.len;i++) /*用V替换T*/S->ch[pos+i]=V.ch[i];S->len=S->len-T.len+V.len;case <0: /*串T的长度小于串V的长度*/if(S->len-T.len+V.len)<= MAXLEN /*插入后串长小于MAXLEN*/ { /*将S中子串T后的所有字符后移V.len-T.len个位置*/for(i=S->len-T.len+V.len;i>=pos+T.len;i--)S->ch[i]=S->ch[i-T.len+V.len];for(i=0;i<=V.len;i++) /*用V替换T*/S->ch[pos+i]=V.ch[i];S->len=S->len-T.len+V.len; }else{ /*替换后串长>MAXLEN,但串V可以全部替换*/ if(pos+V.len<=MAXLEN){ for(i=MAXLEN-1;i>=pos+T.len; i--)S->ch[i]=s->ch[i-T.len+V.len]for(i=0;i<=V.len;i++) /*用V替换T*/S->ch[pos+i]=V.ch[i];S->len=MAXLEN;}else /*串V的部分字符要舍弃*/{ for(i=0;i<MAXLEN-pos;i++)S->ch[i+pos]=V.ch[i];S->len=MAXLEN;}}/*switch()*/pos=StrIndex(S,pos+V.len,T); /*求S中下一个子串T的位置*/ }/*while()*/return(1);}/*StrReplace()*/附加题：用链式结构实现定位函数。

【解答】typedef struct Node{ char data;struct Node *next;}Node,*Lstring;int strIndex(Lstring S, int pos, Lstring T)/*从串S的pos序号起，串T第一次出现的位置 */{Node *p, *q, *Ppos;int i=0，,j=0;if(T->next= =NULL || S->next = =NULL) return(0);p=S->next;q=T->next;while(p!=NULL && j<pos) /*p指向串S中第pos个字符*/ {p=p->next; j++;}if(j!=pos) return(0);while(p!=NULL && q!=NULL){Ppos=p; /*Ppos指向当前匹配的起始字符*/if(p->data = = q->data){p=p->next; q=q->next;}else /*从Ppos指向字符的下一个字符起从新匹配*/{p=Ppos->next;q=T->head->next;i++;}}if(q= =NULL) return(pos+i); /*匹配成功*/else return(0); /*失败*/}第4章串习题1. 设s=’I AM A STUDENT’, t=’GOOD’, q=’WORKER’。

给出下列操作的结果：StrLength(s); SubString(sub1,s,1,7); SubString(sub2,s,7,1);StrIndex(s,’A’,4); StrReplace(s,’STUDENT’,q);StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q));[参考答案]StrLength(s)=14; sub1=’I AM A_’; sub2=’_’; StrIndex(s,’A’,4)=6;StrReplace(s,’STUDENT’,q)=’I AM A WORKER’;StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q))=’I AM A GOOD WORKER’;2. 编写算法，实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。