\算法与数据结构(张乃孝)\ds_3.ppt

《算法与数据结构》课程由张乃孝教授讲解，主要探讨了字符串这一特定的数据结构及其在C语言中的实现。字符串，作为线性表的一种特殊形式，由一系列字符组成，其特性在于每个元素都是一个字符。在本课程中，字符串的概念、抽象数据类型以及常见的操作被详细阐述。 字符串具有几个基本概念。长度是指字符串中包含的字符数量，一个不含任何字符的串被称为空串。子串是指在一个字符串s1中，由连续字符组成的任何子序列s2，s1称为s2的主串。位置指的是子串在主串中的起始字符的索引（下标加1）。当两个字符串的长度相等且对应位置的字符也相等时，我们说这两个字符串相等。 接着，课程介绍了字符串的抽象数据类型及其基本操作。这些操作包括创建空串、判断是否为空串、计算长度、拼接字符串、获取子串以及在字符串中查找子串第一次出现的位置。例如，`createNullStr()`函数用于创建一个空串，`isNullstr()`用于检测一个串是否为空，`length()`返回串的长度，`concat()`用于连接两个字符串，`subStr()`提取指定范围的子串，`index()`则用于找到子串在主串中的位置。 在实现字符串时，有两种主要方法：顺序表示和链接表示。顺序表示中，字符串通常用数组实现，如C语言中的字符数组，需要在末尾添加一个结束符`\0`来标识串的结束。在创建和处理子串时，可以借鉴与顺序表操作类似的方法。链接表示则通过链表结构实现，每个节点存储一个字符，链接串可以更灵活地处理长度变化的情况。 课程还涉及了模式匹配，即在目标字符串中寻找与给定模式完全相同的子串的过程。模式匹配分为朴素的模式匹配和无回溯的模式匹配。朴素的模式匹配算法是最基础的方法，它从目标字符串的开始位置逐个比较字符，如果在某个位置不匹配，则从目标字符串的下一个位置重新开始。然而，这种方法效率不高，对于长模式字符串可能会造成大量的无效比较。 在后续章节中，可能会介绍更高效的模式匹配算法，如KMP算法或Boyer-Moore算法，这些算法减少了不必要的回溯，提高了字符串匹配的效率。 这门课程深入浅出地讲解了字符串这一数据结构的各个方面，从基本概念到实际操作，再到优化算法，为学习者提供了全面的理解和实践基础。通过学习，我们可以更好地理解和应用字符串在编程中的各种场景，提升我们的算法设计和实现能力。