字符串

数据结构中提到的串,即字符串,由 n 个字符组成的一个整体( n >= 0 )。这 n 个字符可以由字母、数字或者其他字符组成。

特殊的串

空串:含有零个字符的串。例如:S = “”(双引号中没有任何东西),一般直接用 Ø 表示。

空格串:只包含空格的串。注意和空串区分开,空格串中是有内容的,只不过包含的是空格,且空格串中可以包含多个空格。例如,a = ” ”(包含3个空格)。

子串与主串:串中任意个连续字符组成的字符串叫做该串的子串,包含子串的串称为主串。

两个串相等的标准:如果两个串的串值完全相同,那么这两个串相等。

串的三种存储结构

  • 定长顺序存储
  • 堆分配存储
  • 块链存储

定长顺序存储

采用固定长度的数组(即静态数组)存储串。

例如:char a[7] = "abcdfg";
此方式存储串时,需要预估串的长度提前申请足够的存储空间。目标串如果超过了数组申请的长度,超出部分会被自动舍弃(称为“截断”)。

堆分配存储

采用动态数组存储串。

  • 在C语言中,存在着一个被称之为“堆”的自由存储区,用 malloc 函数和 free 函数管理,malloc 函数负责申请空间,free 函数负责释放空间。
    例如:char * a = (char)malloc(5sizeof(char));//创建 a 数组,动态申请5个 char 类型数据的存储空间
    使用堆分配存储的优势在于:当发现申请的空间不够用时,可以通过 realloc() 函数重新申请更大的存储空间。
    例如:a = (char)realloc(a, 10sizeof(char));//前一个参数指申请空间的对象;第二个参数,重新申请空间的大小
    使用 malloc 函数申请的存储空间,不会自动释放,需要程序员调用 free() 函数手动释放。如果不手动释放,当程序执行彻底结束,由操作系统进行回收。
    例如:free(a);//释放动态数组a申请的空间
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char * a1=NULL;
    char * a2=NULL;
    a1=(char*)malloc(3*sizeof(char));
    strcpy(a1, "abc");//将字符串“abc”复制给a1
    a2=(char*)malloc(3*sizeof(char));
    strcpy(a2, "defg");
//长度 strlen
    int lengthA1=strlen(a1);
    int lengthA2=strlen(a2);
    if (lengthA1<lengthA1+lengthA2) {
        a1=(char*)realloc(a1, (lengthA1+lengthA2)*sizeof(char));
    }
    for (int i=lengthA1; i<lengthA1+lengthA2; i++) {
        a1[i]=a2[i-lengthA1];
    }
    printf("%s",a1);
    free(a1);
    free(a2);
    return 0;
}

注:在程序中,我们给 a1 和 a2 赋值的时候,使用了 strcpy 复制函数。在这里不能直接用:a1 = ”abc”这种方式,如果你这样做,程序编译会出错,告诉你,没有 malloc 的空间不能 free 。

原因是: strcpy 函数是将字符串复制到申请的存储空间中,而直接赋值是字符串存储在别的内存空间(本身是一个常量,放在常量区)中,更改了指针 a1 和 a2 的指向,也就是说,之前动态申请的存储空间虽然申请了,结果还没用呢就丢了。

块链存储

块链存储,其实就是借用链表的存储结构来存储串。一般情况下使用单链表就足够了,而且不需要增设头结点。

在平时编写程序,经常会用到例如:char *a = ”abcd”;这种方式表示字符串,和上面三种存储方式最主要的区别是:这种方式用于表示常量字符串,只能使用,不能对字符串内容做修改(否则程序运行出错);而以上三种方式都可以对字符串进行删改的操作。

三种存储表示方式中,最常用的是堆分配存储,因为它在定长存储的基础上通过使用动态数组,避免了在操作串时可能因为申请存储空间的不足而丢失字符数据;和块链存储方式相比,结构相对简单,更容易操作。

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