数据结构-串

第例1如次匹,设配目标串ss==c“dcddcddccdc”,模式i=串2 t=“cdc”。s
失败
的长度为n(n=6),t的t=c长dc度为m(m=3j=)。2 用指针i指
示第目2标次串匹s配的当前比s=较cdd字cd符c 位置,用i=指1 针j指示模 式串t的当前比较字t=符cd位c 置，匹配j过=0程如下失所败示
例：S=“JINAN” S1=“JI NAN” S S1
串的逻辑结构：和线性表极为相似。 区别：串的数据对象约定是字符集。 串的基本操作：和线性表有很大差别。 线性表的基本操作：以“单个元素”为操作对象； 串的基本操作：以“串的整体”作为操作对象。
例：在串中查找某个子串； 在串的某个位置上插入一个子串； 删除一个子串等。
unsigned char data[MAXLEN ]; int len; //串的长度 public: …….. };
串的实际长度可在这个预定义长度的范围内 随意设定，超过预定义长度的串值则被舍去，称 之为“截断”。
定长顺序存储表示时串的操作的实现
1、串连接 Concat(&T, S1, S2) 假设串 T 是由串 S1 连结串 S2 得到的，则只要进行
{ length = strlen(copy); // 串长 strVal = new char[slen + 1];// 分配存储空间 strcpy(strval, copy); // 复制串值
}
String::String(const String &copy)
{ slen = copy.slen; // 串长 strval = new char[slen + 1]; // 分配存储空间 strcpy(strval, copy.strval); // 复制串值
相应的“串值复制”操作即可，需要时进行“截断”。
S1.len+S2.len MAXLEN 结果正确
串T 值
S1.len < MAXLEN
结果 S2 被“截断”
S1.len+S2.len > MAXLEN
S1.len == MAXLEN
结果 T=S1
String& Concat(String S1, String S2) { String T; if (S1.len+S2.len<= MAXLEN) // 未截断 { T.data[0...S1.len-1] = S1.data[0...S1.len-1]; T.data[S1.len...S1.len+S2.len-1] = S2.data[0...S2.len-1]; T.len= S1.len+S2.len; } else if (S1.len< MAXLEN) // 截断 { T.data[0...S1.len-1] = S1.data[0...S1.len-1]; T.data[S1.len...MAXLEN-1] = S2[0...MAXLEN－S1.len-1]; T.len = MAXSTRLEN; } else // 截断(仅取S1) { T.data[0...MAXLEN-1] = S.data[0...MAXLEN-1]; T.len = MAXLEN; } return T;
4.2 串的存储表示
因为串是特殊的线性表，故其存储结构 与线性表的存储结构类似，只不过组成串的 结点是单个字符。
4.2.1 定长顺序存储表示
定长顺序存储表示，也称为静态存储分配 的顺序串。即用一组地址连续的存储单元依次 存放串中的字符序列。
#define MAXLEN 255 class String { protected:
SubString (&Sub, S, pos, len) 初始条件：串 S 存在，0≤pos≤StrLength(S)-1 且 0≤len≤StrLength(S) – pos。 操作结果：用 Sub 返回串 S 的第 pos 个字符起长度 为 len 的子串。
Index (S, T, pos) 初始条件：串 S 和 T 存在，T 是非空串， 0≤pos≤S假tr设LeSn=g“thab(Sc)a-c1a。bcaca”， 操作结果：若主串 ST中=“存ab在ca和” ，串 VT=值“a相b”同，的子串， 则返回它则在置主换串之S后中的第 pos 个字符之后 第一次出S现=“的ab位ca置bc；a”否，则函数值为 0。
}
String& String::Concat(String &s1, String &s2) { delete [ ]strval;
strval = new char[s1.slen + s2.slen + 1]; // 分配存储空间 strcpy(strval, s1.strval);// 复制第一个串 strcat(strval, s2.strval); // 连接第二个串 slen = s1.slen+s2.slen; // 串赋值 return *this; }
String::String( ) // 操作结果：初始化串
{ slen = 0;
// 串长度为0
strval = NULL; // 空串
}
String::~String( )Baidu Nhomakorabea
// 操作结果：销毁串，释放串所占用空间
{
delete [ ]strval; // 释放串strval
}
String::String(const char *copy)
Chapter 4 String
教学内容
1、 串的定义 2、 串的存储表示 3、 串的模式匹配算法
4.1 串的定义
基本概念
串（字符串）：是由 0 个或多个字符组成的
有限序列。
记为：s =“ a1 a2 a3 … ai …an ” ( n≥0 )。
串的名
串的值
串的长度
必须有！ 字母、数字或其他字符
Replace (&S, T, V) 而不是 “abbcaca”。 初始条件：串 S、T 和 V 存在，T 是非空串。 操作结果：用 V 替换主串 S 中出现的所有与 T 相等 的不重叠的子串。
} ADT String
子串为“串”中的一个字符子序列 例如：
SubString( sub, commander , 3, 3) 求得 sub = man ;
子串在主串中的位置：子串的首字符在主串中的位置。
例：S=“JINAN” S1=“” S2=“NA” S=“JINAN” — S 的子串。 在 S 中的位置：2 在 S 中的位置：0
空串是任意串的子串，任意串是其自身的子串。 S4=“JAN” —— 非 S 的子串
（非串 S 中的连续字符所组成）。 串相等的条件：当两个串的长度相等且各个对应 位置的字符都相等时才相等。
4.3 串的模式匹配算法
设有主串s和子串t,子串t的定位就是要在 主串s中找到一个与子串t相等的子串。通常 把主串s称为目标串,把子串t称为模式串,因此 定位也称作模式匹配。模式匹配成功是指在 目标串s中找到一个模式串t；不成功则指目 标串s中不存在模式串t。
4.3.1 简单算法
从目标串s="s0s1…sn-1"的第一个字符开始 和模式串t="t0t1…tm-1"中的第一个字符比较, 若相等,则继续逐个比较后续字符；否则从目 标串s的第二个字符开始重新与模式串t的第一 个字符进行比较。依次类推,若从模式串s的第i 个字符开始,每个字符依次和目标串t中的对应 字符相等,则匹配成功,该算法返回i；否则,匹 配失败,函数返回-1。
DestroyString (&S) 初始条件：串 S 存“串在值。大小” 是按 “词典次序” 操作结果：串 S 进被行销比毁较。的，如：
StrEmpty (S) 初始条件：串 S S存tr在Co。mpare(“data”, “stru”)<0 操作结果：若 S S为tr空Co串m，pa则re返(“回catT”,R“UcaEs，e”)>0 否则返回 FALSE。
串的抽象数据类型的定义
ADT String { 数据对象：D＝{ ai |ai∈CharacterSet, i = 1, 2, ..., n, n≥0 } 数据关系：R1＝{ < ai-1, ai > | ai-1, ai ∈D, i = 2, ..., n } 基本操作：
StrAssign (&T, chars) 初始条件：chars 是字符串常量。 操作结果：构造一个串值为 chars 的串。 StrCopy (&T, S) 初始条件：串 S 存在。 操作结果：由串 S 复制得串 T。
作用：避免字符串与变量名或数的常量混淆。
作用：避免字符串与变量名或数的常量混淆。
例：x = “123” test =“test”
x = 123
空串：不含任何字符的串，长度 = 0，用符号 表示。
空格串：仅由一个或多个空格组成的串。 子串：由串中任意个连续的字符组成的子序列。 主串：包含子串的串。 位置：字符在序列中的序号。
SubString( sub, commander , 0, 9)
求得 sub = commander
SubString( sub, commander , 8, 1)
求得 sub = r
SubString(sub, commander, 3, 7) sub = ?
SubString(sub, beijing, 6, 2) = ? sub = ?
起始位置和子串长度之间存在约束关系
SubString(student, 5, 0) =
长度为 0 的子串为“合法”串
“子串在主串中的位置”意指子串 中的第一个字符在主串中的位序。
假设 S = abcaabcaaabc , T = bca Index(S, T, 0) = 1; Index(S, T, 3) = 5; Index(S, T, 8) = 0;
仍以一组空间足够大的 { protected:
地址连续的存储单元依 char *strval;
int slen; //串的长度
次存放串值字符序列，
public:
但它们的存储空间是在
String( const char *copy);
程序执行过程中动态分
………
配的。
}; （参考课本92页）
这类串操作的实现算法为： 1、为新生成的串分配一个存储空间； 2、进行串值的复制。
堆存储结构的优点：堆存储结构既有顺序 存储结构的特点，处理（随机取子串）方便， 操作中对串长又没有任何限制，更显灵活，因 此在串处理的应用程序中常被采用。
堆分配存储表示为高级程序设计语言所采用。
4.2.3 串的块链存储表示
串值也可用单链表存储，称为链串。 链串与单链 表的差异只是它的结点数据域为单个字符。
} // Concat
定长顺序存储表示时串操作的缺点 1、需事先预定义串的最大长度,这在程序运 行前是很难估计的。 2、由于定义了串的最大长度，使得串的某 些操作受限（截尾），如串的连接、插入、 置换等运算。 克服办法：不限定最大长度
——动态分配串值的存储空间。
4.2.2 堆分配存储表示
堆存储结构的特点： class String
SA
B
C
D
E^
优点：便于插入和删除 缺点：空间利用率低
为了提高空间利用率，可使每个结点存放多个字符 （这是顺序串和链串的综合 (折衷) ），称为块链结构。
S
ABC DE# ^
存储密度 = 数据元素所占存储位 实际分配的存储位
实际应用时，可以根据问题所需来设置结点的 大小。例如：在编辑系统中，整个文本编辑区 可以看成是一个串，每一行是一个子串，构成 一个结点。即：同一行的串用定长结构（80个 字符），行和行之间用指针相连接。
StrCompare (S, T) 初始条件：串 S 和 T 存在。 操作结果：若 S > T，则返回值 > 0； 若 S = T，则返回值 = 0； 若 S < T，则返回值 < 0。
StrLength (S) 初始条件：串 S 存在。 操作结果：返回 S 的元素个数，称为串的长度。
Concat (&T, S1, S2) 初始条件：串 S1 和 S2 存在。 操作结果：用 T 返回由 S1 和 S2 连接而成的新串。
第 3 次匹配
s=cddcdc t=cdc
i=2 失败
j=0
第 4 次匹配
s=cddcdc t=cdc