目标串和模式串

目标串和模式串

目标串和模式串是计算机科学中字符串匹配的重要概念。目标串是指需要被匹配的字符串,模式串则是用来进行匹配的字符串。在许多实际应用中,我们需要在大量的文本中找到特定的模式串。字符串匹配算法的研究就是为了高效地找到目标串中与模式串匹配的部分。

目标串通常是一个长文本,例如一篇文章或一个网页内容。我们经常需要找到其中的某个单词、短语或关键词等特定的模式串。在信息检索、语言处理、文本编辑和算法设计等领域,字符串匹配都是一个基础且常见的问题。

模式串则是我们要查找的那个特定字符串。它可以是简单的字符序列,也可以是含有通配符或正则表达式的复杂字符串。模式串的长度通常相对较短,但它对于匹配的准确性和效率具有至关重要的作用。

字符串匹配算法的设计与分析都是基于目标串和模式串之间的关系。常见的字符串匹配算法包括朴素算法、KMP算法、Boyer-Moore算法和Rabin-Karp算法等。这些算法有各自的优势和适用范围,但它们的目标都是在目标串中找到有效地匹配模式串的位置。

目标串和模式串之间的匹配可以使用精确匹配或近似匹配的方法。精确匹配要求模式串与目标串完全一致,而近似匹配则允许一定的差异。近似匹配有时可以用于拼写检查、数据压缩、字符串重复检测等实际应用中,因为允许一定的差异可以提高

算法的鲁棒性和准确性。

目标串和模式串的长度对于算法性能有重要的影响。通常情况下,目标串较长,而模式串较短。然而,在某些具体的应用中,目标串和模式串的长度可能相近甚至相等。这种情况下,字符串匹配算法的性能会受到挑战,需要特别的优化策略来提高效率。

总之,目标串和模式串是字符串匹配算法中的重要概念。目标串是需要被匹配的字符串,模式串是用来进行匹配的字符串。字符串匹配算法的设计和分析都是基于这两者之间的关系。通过合理选择和设计算法,我们可以高效地在目标串中找到与模式串匹配的部分。字符串匹配算法对于信息检索、语言处理、文本编辑和算法设计等领域都具有重要的应用价值。

第四章 串答案

第四章答案 4.1 简述下列每对术语的区别: 空串和空白串;串常量和串变量;主串和子串;静态分配的顺序串和动态分配的顺序串;目标串和模式串;有效位移和无效位移。 答:●空串是指不包含任何字符的串,它的长度为零。 空白串是指包含一个或多个空格的串,空格也是字符。 ●串常量是指在程序中只可引用但不可改变其值的串。 串变量是可以在运行中改变其值的。 ●主串和子串是相对的,一个串中任意个连续字符组成的串就是这个串的子串,而包含子串的串就称为主串。 ●静态分配的顺序串是指串的存储空间是确定的,即串值空间的大小是静态的,在编译时刻就被确定。 动态分配的顺序串是在编译时不分配串值空间,在运行过程中用malloc和free等函数根据需要动态地分配和释放字符数组的空间(这个空间长度由分配时确定,也是顺序存储空间)。 ●目标串和模式串:在串匹配运算过程中,将主串称为目标串,而将需要匹配的子串称为模式串,两者是相对的。 ●有效位移和无效位移:在串定位运算中,模式串从目标的首位开始向右位移,每一次合法位移后如果模式串与目标中相应的字符相同,则这次位移就是有效位移(也就是从此位置开始的匹配成功),反之,若有不相同的字符存在,则此次位移就是无效位移(也就是从此位置开始的匹配失败)。 4.2 假设有如下的串说明: char s1[30]="Stocktom,CA", s2[30]="March 5 1999", s3[30], *p; (1)在执行如下的每个语句后p的值是什么? p=stchr(s1,'t'); p=strchr(s2,'9'); p=strchr(s2,'6'); (2)在执行下列语句后,s3的值是什么? strcpy(s3,s1); strcat(s3,","); strcat(s3,s2); (3)调用函数strcmp(s1,s2)的返回值是什么? (4)调用函数strcmp(&s1[5],"ton")的返回值是什么? (5)调用函数stlen(strcat(s1,s2))的返回值是什么? 解:(1) stchr(*s,c)函数的功能是查找字符c在串s中的位置,若找到,则返回该位置,否则返回NULL。 因此: 执行p=stchr(s1,'t');后p的值是指向第一个字符t的位置, 也就是p==&s1[1]。 执行p=strchr(s2,'9');后p的值是指向s2串中第一个9所在的位置,也就是p==&s2[9]。` 执行p=strchr(s2,'6');之后,p的返回值是NULL。 (2)strcpy函数功能是串拷贝,strcat函数的功能是串联接。所以: 在执行strcpy(s3,s1); 后,s3的值是"Stocktom,CA" 在执行strcat(s3,","); 后,s3的值变成"Stocktom,Ca," 在执行完strcat(s3,s2);后,s3的值就成了"Stocktom,Ca,March 5,1999" (3)函数strcmp(串1,串2)的功能是串比较,按串的大小进行比较,返回大于0,等于0或小于0的值以表示串1比串2 大,串1等于串2 ,串1小于串2。因此在调用函数strcmp(s1,s2)后,返回值是大于0的数(字符比较是以ascii码值相比的)

数据结构—串的模式匹配

数据结构—串的模式匹配 数据结构—串的模式匹配 1.介绍 串的模式匹配是计算机科学中的一个重要问题,用于在一个较长的字符串(称为主串)中查找一个较短的字符串(称为模式串)出现的位置。本文档将详细介绍串的模式匹配算法及其实现。 2.算法一:暴力匹配法 暴力匹配法是最简单直观的一种模式匹配算法,它通过逐个比较主串和模式串的字符进行匹配。具体步骤如下: 1.从主串的第一个字符开始,逐个比较主串和模式串的字符。 2.如果当前字符匹配成功,则比较下一个字符,直到模式串结束或出现不匹配的字符。 3.如果匹配成功,返回当前字符在主串中的位置,否则继续从主串的下一个位置开始匹配。 3.算法二:KMP匹配算法 KMP匹配算法是一种改进的模式匹配算法,它通过构建一个部分匹配表来减少不必要的比较次数。具体步骤如下:

1.构建模式串的部分匹配表,即找出模式串中每个字符对应的最长公共前后缀长度。 2.从主串的第一个字符开始,逐个比较主串和模式串的字符。 3.如果当前字符匹配成功,则继续比较下一个字符。 4.如果当前字符不匹配,则根据部分匹配表的值调整模式串的位置,直到模式串移动到合适的位置。 4.算法三:Boyer-Moore匹配算法 Boyer-Moore匹配算法是一种高效的模式匹配算法,它通过利用模式串中的字符出现位置和不匹配字符进行跳跃式的匹配。具体步骤如下: 1.构建一个坏字符规则表,记录模式串中每个字符出现的最后一个位置。 2.从主串的第一个字符开始,逐个比较主串和模式串的字符。 3.如果当前字符匹配成功,则继续比较下一个字符。 4.如果当前字符不匹配,则根据坏字符规则表的值调整模式串的位置,使模式串向后滑动。 5.算法四:Rabin-Karp匹配算法

目标串和模式串

目标串和模式串 目标串和模式串是计算机科学中字符串匹配的重要概念。目标串是指需要被匹配的字符串,模式串则是用来进行匹配的字符串。在许多实际应用中,我们需要在大量的文本中找到特定的模式串。字符串匹配算法的研究就是为了高效地找到目标串中与模式串匹配的部分。 目标串通常是一个长文本,例如一篇文章或一个网页内容。我们经常需要找到其中的某个单词、短语或关键词等特定的模式串。在信息检索、语言处理、文本编辑和算法设计等领域,字符串匹配都是一个基础且常见的问题。 模式串则是我们要查找的那个特定字符串。它可以是简单的字符序列,也可以是含有通配符或正则表达式的复杂字符串。模式串的长度通常相对较短,但它对于匹配的准确性和效率具有至关重要的作用。 字符串匹配算法的设计与分析都是基于目标串和模式串之间的关系。常见的字符串匹配算法包括朴素算法、KMP算法、Boyer-Moore算法和Rabin-Karp算法等。这些算法有各自的优势和适用范围,但它们的目标都是在目标串中找到有效地匹配模式串的位置。 目标串和模式串之间的匹配可以使用精确匹配或近似匹配的方法。精确匹配要求模式串与目标串完全一致,而近似匹配则允许一定的差异。近似匹配有时可以用于拼写检查、数据压缩、字符串重复检测等实际应用中,因为允许一定的差异可以提高

算法的鲁棒性和准确性。 目标串和模式串的长度对于算法性能有重要的影响。通常情况下,目标串较长,而模式串较短。然而,在某些具体的应用中,目标串和模式串的长度可能相近甚至相等。这种情况下,字符串匹配算法的性能会受到挑战,需要特别的优化策略来提高效率。 总之,目标串和模式串是字符串匹配算法中的重要概念。目标串是需要被匹配的字符串,模式串是用来进行匹配的字符串。字符串匹配算法的设计和分析都是基于这两者之间的关系。通过合理选择和设计算法,我们可以高效地在目标串中找到与模式串匹配的部分。字符串匹配算法对于信息检索、语言处理、文本编辑和算法设计等领域都具有重要的应用价值。

【精品】串习题

【关键字】精品 第四章串 一、选择题 1.下面关于串的的叙述中,哪一个是不正确的?()(2 分) A.串是字符的有限序列B.空串是由空格构成的串 C.模式匹配是串的一种重要运算D.串既可以采用顺序保存,也可以采用链式保存 2 若串S1=‘ABCDEFG’, S2=‘ ,S3=‘###’,S4=‘,执行 concat(replace(S1,substr(S1,length(S2),length(S3)),S3),substr(S4,index(S2,‘),length(S2))) 其结 果为()(7 分) A.ABC###G0123 B.ABCD###.ABC###G2345 D.ABC###2345 E.ABC###G.ABCD###.ABC###01234 3.设有两个串p 和q,其中q 是p 的子串,求q 在p 中首次出现的位置的算法称为()A.求子串B.联接C.匹配D.求串长(2 分) 4.已知串S=‘aaab’,其Next 数组值为()。(2 分) A.0123 B..1231 D.1211 5.串‘ababaaababaa’ 的next 数组为()。 A.0 B..0 D.02345 6.字符串‘ababaabab’ 的nextval 为() A.(0,1,0,1,04,1,0,1) B.(0,1,0,1,0,2,1,0,1) C.(0,1,0,1,0,0,0,1,1) D.(0,1,0,1,0,1,0,1,1 )(2 分) 7.模式串t=‘abcaabbcabcaabdab’,该模式串的next 数组的值为(),nextval 数组的值为()。A.0 1 1 1 2 2 1 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 B.0 1 1 1 2 1 2 1 1 2 3 4 5 6 1 1 2 C.0 1 1 1 0 0 1 3 1 0 1 1 0 0 7 0 1 D.0 1 1 1 2 2 3 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 E.0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 7 0 .0 1 1 0 2 1 3 1 0 1 1 0 2 1 7 0 1 (2 分) 8.若串S=’software’,其子串的数目是()。(2 分) A.8 B..36 D.9 9.设S 为一个长度为n 的字符串,其中的字符各不相同,则S 中的互异的非平凡子串(非空且不同于S本身)的个数为()。 A.2n-1 B.n.(n2/2)+(n/2) D.(n2/2)+(n/2)-1 E. (n2/2)-(n/2).其他情况 10.串的长度是指()(3 分) A.串中所含不同字母的个数B.串中所含字符的个数 C.串中所含不同字符的个数D.串中所含非空格字符的个数 二、判断题 1.KMP 算法的特点是在模式匹配时指示主串的指针不会变小。()(1 分) 2.设模式串的长度为m,目标串的长度为n,当n≈m 且处理只匹配一次的模式时,朴素的匹配(即子串定位函数)算法所花的时间代价可能会更为节省。()(1 分) 3.串是一种数据对象和操作都特殊的线性表。()(1 分) 二、填空题 1.空格串是指__(1)__,其长度等于___(2)__。(2 分) 2.组成串的数据元素只能是________。(1 分) 3.一个字符串中________称为该串的子串。(1 分) 4.INDEX(‘DATASTRUCTURE’,‘STR’)=________。(2 分)

KMP算法和BF算法

KMP算法 在介绍KMP算法之前,先介绍一下BF算法。 一.BF算法 BF算法是普通的模式匹配算法,BF算法的思想就是将目标串S的第一个字符与模式串P的第一个字符进行匹配,若相等,则继续比较S的第二个字符和P的第二个字符;若不相等,则比较S的第二个字符和P的第一个字符,依次比较下去,直到得出最后的匹配结果。 举例说明: S: ababcababa P: ababa BF算法匹配的步骤如下 i=0 i=1 i=2 i= 3 i=4 第一趟:a babcababa 第二趟:a b abcababa 第三趟:ab a bcababa 第四 趟:aba b cababa 第五趟:abab c ababa a baba a b aba ab a ba ab a b a abab a j=0 j=1 j=2 j=3 j=4(i和j回溯) i=1 i=2 i=3 i=4 i=3

第六趟:a b abcababa 第七趟:ab a bcababa 第八趟:aba b cababa 第九 趟:abab c ababa 第十趟:aba b cababa a baba a baba a b aba ab a ba a baba j=0 j=0 j=1 j=2(i和j回溯) j=0 i=4 i=5 i=6 i=7 i=8 第十一趟:abab c ababa 第十二趟:ababc a baba 第十三趟:ababca b aba 第十四 趟:ababcab a ba 第十五趟:ababcaba b a a baba a baba a b aba ab a ba aba b a j=0 j=0 j=1 j=2 j=3 i=9 第十六趟:ababcabab a abab a

数据结构:串期末单元测试与答案

一、单选题 1、串是一种特殊的线性表,其特殊性体现在()。 A.数据元素可以是多个字符串 B.数据元素是一个字符 C.可以顺序存储 D.可以链式存储 正确答案:B 2、串下面关于串的的叙述中,()是不正确的? A.串既可以采用顺序存储,也可以采用链式存储 B.串是字符的有限序列 C.模式匹配是串的一种重要运算 D.空串是由空格构成的串 正确答案:D 3、串“ababaaababaa”的next数组为()。 A.0,1,1,2,3,4,2,2,3,4,5,6 B.0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,9,9 C.0,1,2,3,0,1,2,3,2,2,3,4,5 D.0,1,2,1,2,1,1,1,1,2,1,2 正确答案:A 4、串“ababaabab”的nextval为()。 A.0,1,0,1,0,4,1,0,1 B.0,1,0,1,0,1,0,1,1

C.0,1,0,1,0,0,0,1,1 D.0,1,0,1,0,2,1,0,1 正确答案:A 5、串的长度是指()。 A.串中所含不同字符的个数 B.串中所含非空格字符的个数 C.串中所含字符的个数 D.串中所含不同字母的个数 正确答案:C 6、有n个字符的字符串的非空子串个数最多有()。 A.n(n-1)/2 B.n-1 C.n D.n(n+1)/2 正确答案:D 7、以下()是”abcd321ABCD”串的子串。 A.“21AB” B.321AB C.abcd D.“abcABC” 正确答案:A 8、两个串相等必有串长度相等且()。

A.两个所含字符任意 B.串中各位置字符均对应相等 C.两个串含有相同的字符 D.串的各位置字符任意 正确答案:B 9、若串s="software",其子串的个数是()。 A.36 B.37 C.9 D.8 正确答案:B 10、函数SubStr(S,m,n)是从S的第m(>0)个字符幵始,连续取n个字符构成子串返回的运算,若设串S="tsinghua",则用SubStr(S,3, 4)抽取的子串是()。 A."ghua" B."tsin" C."nghu" D."ingh" 正确答案:C 11、设S=” aaaaaacaaaca”,P=” aaac”,使用BF算法的模式匹配过程需要执行的趟数为()。 A.7

多模式串匹配算法

多模式串匹配算法 随着互联网和大数据时代的到来,数据量的急速增长使得文本处理和文本搜索算法越来越受到关注。而多模式串匹配算法(Multiple Pattern String Matching)就是一个十分重要的文本处理算法,它能够高效地在文本中匹配多个模式串,被广泛应用于信息检索、网络安全等领域。本文将介绍多模式串匹配算法的基本概念、实现方法和应用场景。 一、基本概念 在介绍多模式串匹配算法之前,我们需要先了解下面几个概念: 1. 模式串(Pattern String):需要在文本中匹配的字符串。 2. 文本串(Text String):需要进行匹配的文本。 3. 匹配(Match):在文本中找到了与模式串相同的字符串。 4. 多模式串(Multiple Pattern):需要匹配的模式串的集合。 二、实现方法 多模式串匹配算法的实现方法有很多种,例如: 1. Trie树(字典树):将多个模式串构建成Trie树,然后在文本中逐个字符匹配,直到匹配到叶子节点为止。

2. AC自动机(Aho-Corasick Algorithm):AC自动机是一种基于Trie树的改进算法,它可以在Trie树上同时匹配多个模式串,并且具有快速匹配的特点。 3. 后缀数组(Suffix Array):后缀数组是将一个字符串的所有后缀按字典序排序后得到的数组,利用后缀数组可以高效地搜索模式串。 4. KMP算法(Knuth-Morris-Pratt Algorithm):KMP算法是一种字符串匹配算法,可以在O(n)的时间复杂度内匹配单个模式串,将其与Trie树等算法结合可以实现多模式串匹配。 三、应用场景 多模式串匹配算法在信息检索、网络安全、自然语言处理等领域都有广泛的应用,例如: 1. 搜索引擎:搜索引擎需要对用户输入的查询串进行匹配,多模式串匹配算法可以高效地完成这个任务。 2. 病毒检测:病毒检测需要对文件进行扫描,多模式串匹配算法可以快速地检测出是否存在病毒。 3. 自然语言处理:在自然语言处理中,需要对文本进行词汇的匹配和替换,多模式串匹配算法可以帮助实现这个功能。

数据结构(串)

数据结构(串) 数据结构(串) 数据结构中的串(String)是由字符构成的有限序列。在计算机科学中,串是一种基本的数据结构,被广泛应用于字符串处理、文本搜索、模式匹配等领域。 1. 串的定义和基本操作 串可以使用多种方式来定义和表示,常见的方式有: - 定长顺序存储表示:使用数组来存储串,数组的长度和最大串长相等,不足的部分用特定字符填充(通常用空格)。 - 堆分配存储表示:使用堆(动态内存分配区)来存储串,可以根据实际需要动态分配和释放串的存储空间。 - 串的块链存储表示:将串分成多个块,将每个块使用链表进行表示,将各块在一起组成完整的串。 串的基本操作包括: - 串的赋值:将一个串赋值给另一个串。 - 串的连接:将两个串按顺序连接成一个新的串。 - 串的比较:比较两个串的大小关系。

- 串的截取:从一个串中截取出一段子串。 - 串的插入:将一个串插入到另一个串的指定位置。 - 串的删除:删除一个串中指定位置的字符或一段子串。 - 串的替换:将一个串中指定位置的字符或一段子串替换成另 一个串。 2. 串的匹配算法 串的匹配是指在一个主串中查找一个模式串的过程。常见的串 匹配算法包括: - 朴素匹配算法:也称为暴力匹配算法,是最简单的匹配算法。它从主串的第一个字符开始,与模式串逐个字符进行比较,若不匹配,则主串向后移动一位,直到找到匹配的子串或主串遍历完。 - KMP算法:即Knuth-Morris-Pratt算法,通过利用模式串自 身的信息,减少字符的比较次数。该算法具有线性时间复杂度,是 一种高效的匹配算法。 - Boyer-Moore算法:基于模式串中的字符发生不匹配时的启 发式策略,通过跳跃式地移动模式串,减少字符的比较次数,从而 提高匹配效率。 3. 串的应用

boyer-moore 算法

boyer-moore 算法 Boyer-Moore算法是一种经典的字符串匹配算法,被广泛应用于文本搜索和模式匹配领域。它的设计思想是利用目标字符串和模式字符串的特征来进行高效的匹配,从而大大提高了字符串匹配的效率。Boyer-Moore算法的核心思想是从目标字符串的末尾开始匹配,而不是从开头开始。这个思想的基础是,当我们在目标字符串中发现某个字符与模式字符串不匹配时,我们可以根据模式字符串的特征,跳过一定数量的字符,直接从目标字符串中的下一个位置开始匹配。具体来说,Boyer-Moore算法主要包括两个关键步骤:坏字符规则和好后缀规则。 坏字符规则是指当目标字符串中的某个字符与模式字符串中的某个字符不匹配时,我们可以根据模式字符串中最后出现的该字符的位置,来决定目标字符串中的下一个位置。如果该字符在模式字符串中没有出现过,那么我们可以直接将目标字符串中的下一个位置作为匹配起始位置;如果该字符在模式字符串中出现过,我们可以将目标字符串中该字符的下一个位置与模式字符串中最后出现该字符的位置对齐,然后继续匹配。 好后缀规则是指当目标字符串中的某个后缀与模式字符串的后缀匹配时,我们可以将目标字符串中的下一个位置与模式字符串中的该后缀对齐,然后继续匹配。好后缀规则的实现需要考虑到模式字符

串中是否存在其他和该后缀匹配的子串。 通过结合坏字符规则和好后缀规则,Boyer-Moore算法可以在最坏情况下实现线性时间复杂度,即O(n+m),其中n为目标字符串的长度,m为模式字符串的长度。这使得该算法在处理大规模文本搜索和模式匹配问题时具有很大的优势。 需要注意的是,Boyer-Moore算法的实现需要进行预处理,以构建模式字符串的辅助数据结构。其中包括坏字符表和好后缀表。坏字符表记录了模式字符串中每个字符最后出现的位置,以便在匹配时进行跳跃;好后缀表记录了模式字符串中每个后缀的最大匹配长度,以便在匹配时进行对齐。 总结起来,Boyer-Moore算法通过利用模式字符串的特征,从目标字符串的末尾开始匹配,以实现高效的字符串匹配。它的核心思想是通过坏字符规则和好后缀规则,跳过一定数量的字符,从而避免了不必要的匹配操作,大大提高了匹配效率。在实际应用中,Boyer-Moore算法已经被证明是一种非常有效的字符串匹配算法,可以广泛应用于各种文本搜索和模式匹配场景中。

第四章 串

第四章串一、选择题 1.下列有关字符串的描述,正确的是() A.字符串是0个或多个字符构成的有限序列; B.字符串是0个或多个字母不同的有限序列; C.字符串中最少要有一个子符; D.字符串中不能有空格字符。 2. 字符串S="string"中,包含的子串的个数是() A. 20 B. 21 C. 22 D. 23 3.目标串为T="this is a string",模式串P="string",进行模式匹配,有效位移是()(起始位置为0)。 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 4.已知串S= "string",T="this",执行运算strlen(strcopy(S,T))的结果是() A. 4 B. 6 C. 10 D. 2 5.目标串为T="this is a string",模式串P="string",进行模式匹配,所有的无效位移数是() A. 6 B. 10 C. 16 D. 11 6.下列命题正确的是() A. 空串就是空白串; B. 空串不是串; C. 空串是长度为0的字符串 D. 串相等指的是长度相等 7.若字符串采用链式存储,每个字符占用一个字节,每个指针在占用四个字节,则该字符串的存储密度为() A. 50% B. 25% C. 75% D. 20% 8.当目标串的长度为n,模式串的长度为m时,朴素的模式匹配算法最坏情况下字符的比较次数() A . n B. n*m C. (n-m+1)*m D. m 9.当目,模式串的长度为m时,朴素的模式匹配算法最好情况下字符的比较次数() A. n B. m C. n+m D n-m

10.字符串是一种特殊的线性表,它与一般线性表的区别是() A.字符串是一种线性结构; B.字符串可以进行复制操作; C.字符串由字符构成并且通常作为整体参与操作; D.字符串可以顺序存储也可以链式存储。 11.下所述中正确的是() A.串是一种特殊的线性表 B.串的长度必须大于零 C.串中元素只能是字母 D.空串就是空白串 12.若目标串的长度为n,模式串的长度为[n/3],则执行模式匹配算法时,在最坏情况下的时间复杂度是() A.O(n/3) B.O(n) C.O(n2) D.O(n3) 13.设有两个串T和P,求P在T中首次出现的位置的串运算称作() A.联接 B.求子串 C.字符定位 D.子串定位 14.为查找某一特定单词在文本中出现的位置,可应用的串运算是() A.插入 B.删除 C.串联接 D.子串定位 15.已知函数Sub(s,i,j)的功能是返回串s中从第i个字符起长度为j的子串,函数Scopy(s,t)的功能为复制串t到s。若字符串S="SCIENCESTUDY",则调用函数Scopy(P,Sub(S,1,7))后得到( ) A.P="SCIENCE" B.P="STUDY" C.S="SCIENCE" D.S="STUDY" 二、填空题 1.空串的长度为,空格串(空白串)的长度为。 2.子串的定位运算又称为,通常把主串又称为子串又称为。 3.成功匹配的起始位置称为,匹配失败的起始位置称为。 4.设目标串为T="abccdadeef",模式串P="ade",则第趟匹配成功。 5.已知串T="abccdadeef",P="abccyde",函数strcmp(T,P)的运算结果是。 6.串朴素的模式匹配算法在顺序串和链串上运行,时间复杂度。 7.已知串T="abccdadeef",T中包含以b打头的子串有个。 8.通常在程序设计中,串分为和。 9.按存储结构通常分为和。

串及其应用的实验报告

串及其应用的实验报告 串及其应用的实验报告 引言: 串是计算机科学中一种基本的数据结构,它由一系列字符组成,可以是字母、数字或其他符号。在计算机编程中,串常常用于存储和处理文本信息。本实验旨在通过实践操作,探索串的基本特性和应用。 实验一:串的创建和操作 1. 实验目的 通过编写程序,学习串的创建和操作方法。 2. 实验步骤 (1)使用编程语言创建一个空串。 (2)向串中添加字符,观察串的变化。 (3)使用串的长度函数,计算串的长度。 (4)使用串的比较函数,比较两个串的大小。 (5)使用串的连接函数,将两个串连接起来。 (6)使用串的截取函数,截取指定位置和长度的子串。 3. 实验结果 通过实验步骤的操作,我们成功创建了一个空串,并向其中添加了字符。使用长度函数计算出了串的长度,并使用比较函数比较了两个串的大小。通过连接函数,我们将两个串连接成了一个新的串。最后,使用截取函数,我们截取了指定位置和长度的子串。 实验二:串的模式匹配

1. 实验目的 通过实验操作,了解串的模式匹配算法。 2. 实验步骤 (1)使用编程语言实现串的模式匹配算法。 (2)创建一个主串和一个模式串。 (3)使用模式匹配算法,在主串中查找模式串的位置。 3. 实验结果 通过实验步骤的操作,我们成功实现了串的模式匹配算法。创建了一个主串和一个模式串,并使用算法在主串中找到了模式串的位置。 实验三:串的应用——文本编辑器 1. 实验目的 通过实验操作,熟悉串的应用——文本编辑器。 2. 实验步骤 (1)使用编程语言实现一个简单的文本编辑器。 (2)实现文本插入、删除和替换功能。 (3)实现文本搜索和替换功能。 3. 实验结果 通过实验步骤的操作,我们成功实现了一个简单的文本编辑器。可以插入、删除和替换文本,还可以进行文本搜索和替换。 结论: 通过本次实验,我们对串及其应用有了更深入的了解。串作为计算机科学中常用的数据结构,具有广泛的应用领域。通过实践操作,我们掌握了串的创建和

对Z算法的特性分析与研究

对Z算法的特性分析与研究 Z算法是字符串匹配中的一种常见算法,它的主要作用是寻找字符串中与目标 字符串相匹配的最长子串。本文将会对Z算法的特性进行分析与研究。 一、Z算法的基本原理 Z算法最初由算法学家Gusfield于1997年提出,是一种高效的字符串匹配算法。它的基本原理是在O(n)的时间内计算出目标字符串中每个位置与目标字符串相匹 配的最长前缀长度。 具体来说,算法的步骤如下: 1. 将目标字符串和模式串拼接在一起,中间用一个不在任何一个字符串中出现 的字符分隔开。 2. 遍历整个拼接后的字符串,对于每个位置i,计算S[i]和模式串的最长公共 前缀的长度L,其中S[i]表示以i为起点的后缀。 3. 将L存储在一个数组Z中,Z[i]即为以i为起点的后缀与模式串的最长公共 前缀长度。 4. 通过Z数组,我们可以找到其中最大的值,它对应的位置就是字符串中与目 标字符串相匹配的最长子串的起始位置。 二、Z算法的特性分析 1. 时间复杂度:Z算法的时间复杂度为O(n),与其他常见的字符串匹配算法相比,具有较高的效率。这是因为Z算法是通过对每个位置只做一次比较,即计算 S[i]和模式串的最长公共前缀的长度L,就可以得到Z[i]的值,因此它的时间复杂 度较低。

2. 空间复杂度:Z算法的空间复杂度为O(n),与时间复杂度相同。这是因为算 法需要存储一个长度为n的Z数组,用于记录每个位置与模式串的最长公共前缀 长度。虽然空间复杂度不算小,但是相比较其他算法而言,Z算法的空间占用还是 相对较低的。 3. 应用场景:Z算法主要用于字符串匹配中,特别是在模式串比目标串短时, 它的效果尤为显著。因此,Z算法在字符串处理、计算机视觉等领域中广泛应用, 在图像识别、模式匹配等方面都发挥了重要的作用。 三、Z算法的改进与优化 1. Z数组的预处理:Z算法的核心就是对Z数组进行预处理,因此可以考虑对 其进行优化。比如,在计算Z数组的过程中,可以不必对每个位置都做一次比较。而是可以根据前面已经计算过的结果,结合一些启发式的规则,跳过一些不必要的比较,从而提高算法效率。 2. KMP算法优化: Z算法和KMP算法的本质是相同的,因此可以借助KMP 算法的一些优化技巧,进一步提高Z算法的效率。比如,可以使用KMP中的“部 分匹配表”来优化Z数组的计算过程。 3. 并行计算:为了进一步提高算法效率,可以考虑将Z算法并行计算。目前, 使用GPU并行计算Z数组的方法已经被广泛应用,可以大大加快算法的速度。 总结: Z算法是一种高效的字符串匹配算法,主要用于寻找字符串中与目标字符串相 匹配的最长子串。它的优点是时间复杂度低、实现简单,在一些图像处理、模式匹配等方面得到广泛应用。虽然它的效率已经相对较高,但是针对不同的应用场景,还可以通过优化和改进来进一步提升效率。

kmp 序列 碱基

kmp 序列碱基 KMP算法是一种字符串匹配算法,主要应用于字符串匹配和搜索领域,在生物信息学中,KMP序列匹配算法也是一个常用的处理甲基化数据的方法之一。 KMP算法是一种高效的字符串匹配算法,它的核心思想是通过计算匹配串的前缀表格来快速匹配目标串。同样的,KMP序列匹配算法也是通用的字符串匹配算法。在生物信息学中,KMP序列匹配算法可以用来处理基因组中的碱基序列,如DNA,RNA等。 KMP序列匹配算法的基本流程是: 1.通过计算目标串的匹配表格来快速匹配目标串中的子串。该表格的计算方式是使用特定的规则来填充每一行,其中每一行代表了目标串中的一个前缀。 2.当我们要查找匹配模式串在目标串中出现的位置时,我们可以通过比对模式串和目标串的每个字符来快速移动模式串,并检查当前字符是否匹配。如果匹配,我们就继续检查模式串的下一个字符。 3.匹配模式字符串的过程中,如果我们遇到了不匹配的字符,我们可以利用匹配表格来快速移动模式串。这样,我们就可以避免重复比对不必要的字符,快速地找到目标串中所有匹配模式串的位置。 在生物信息学中,碱基序列是一个重要的概念。碱基是生物体中最小的化学单元,它们组成了DNA和RNA分子中的基本单元。每个碱基都包含一个氮原子基团和一个碳基团,它们通过一系列的化学键连接在一起。 序列是由碱基组成的有序排列,它是生物信息学中基本的概念之一。其中,DNA和RNA序列是生物学研究中最常见的序列类型,这是因为它们在生物体中担任着许多关键的功能,如遗传信息的传递、蛋白质合成等。 KMP序列匹配算法可以用来处理基因组中的碱基序列,其主要步骤是将模式串和目标串中的碱基序列转换为字符串,然后使用KMP算

数据结构 第四章 串 考研真题精选

考研真题精选 一、选择题 1.下面关于串的的叙述中,哪一个是不正确的?() A.串是字符的有限序列B.空串是由空格构成的串 C.模式匹配是串的一种重要运算D.串既可以采用顺序存储,也可以采用链式存储2 若串S1=‘ABCDEFG’, S2=‘9898’,S3=‘###’,S4=‘012345’,执行 concat(replace(S1,substr(S1,length(S2),length(S3)),S3),substr(S4,index(S2,‘8’),length(S2))) 其结果为() A.ABC###G0123 B.ABCD###2345 C.ABC###G2345 D.ABC###2345 E.ABC###G1234 F.ABCD###1234 G.ABC###01234 3.设有两个串p和q,其中q是p的子串,求q在p中首次出现的位置的算法称为()A.求子串B.联接C.匹配D.求串长 4.已知串S=‘aaab’,其next数组值为()。 A.0123 B.1123 C.1231 D.1211 5.串‘ababaaababaa’的next数组为()。 A.012345678999 B.012121111212 C.011234223456 D.0123012322345 6.字符串‘ababaabab’的nextval 为() A.(0,1,0,1,04,1,0,1) B.(0,1,0,1,0,2,1,0,1) C.(0,1,0,1,0,0,0,1,1) D.(0,1,0,1,0,1,0,1,1 ) 7.模式串t=‘abcaabbcabcaabdab’,该模式串的next数组的值为(),nextval数组的值为()。 A.0 1 1 1 2 2 1 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 B.0 1 1 1 2 1 2 1 1 2 3 4 5 6 1 1 2 C.0 1 1 1 0 0 1 3 1 0 1 1 0 0 7 0 1 D.0 1 1 1 2 2 3 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 E.0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 7 0 1 F.0 1 1 0 2 1 3 1 0 1 1 0 2 1 7 0 1 8.若串S=’software’,其子串的数目是()。 A.8 B.37 C.36 D.9 9.设S为一个长度为n的字符串,其中的字符各不相同,则S中的互异的非平凡子串(非空且不同于S本身)的个数为()。 A.2n-1 B.n2 C.(n2/2)+(n/2) D.(n2/2)+(n/2)-1 E. (n2/2)-(n/2)-1 F.其他情况 10.串的长度是指() A.串中所含不同字母的个数B.串中所含字符的个数 C.串中所含不同字符的个数D.串中所含非空格字符的个数 二、判断题 1.KMP算法的特点是在模式匹配时指示主串的指针不会变小。() 2.设模式串的长度为m,目标串的长度为n,当n≈m且处理只匹配一次的模式时,朴素的匹配(即子串定位函数)算法所花的时间代价可能会更为节省。() 3.串是一种数据对象和操作都特殊的线性表。() 二、填空题 1.空格串是指__(1)__,其长度等于___(2)__。 2.组成串的数据元素只能是________。

数据结构 第4章 串练习题

第四章串 一、选择题 1.下面关于串的的叙述中,哪一个是不正确的?()【北方交通大学 2001 一、5(2分)】 A.串是字符的有限序列 B.空串是由空格构成的串 C.模式匹配是串的一种重要运算 D.串既可以采用顺序存储,也可以采用链式存储 2 若串S1=‘ABCDEFG’, S2=‘9898’ ,S3=‘###’,S4=‘012345’,执行 concat(replace(S1,substr(S1,length(S2),length(S3)),S3),substr(S4,index(S2, ‘8’),length(S2))) 其结果为()【北方交通大学 1999 一、5 (25/7分)】 A.ABC###G0123 B.ABCD###2345 C.ABC###G2345 D.ABC###2345 E.ABC###G1234 F.ABCD###1234 G.ABC###01234 3.设有两个串p和q,其中q是p的子串,求q在p中首次出现的位置的算法称为()A.求子串 B.联接 C.匹配 D.求串长 【北京邮电大学 2000 二、4(20/8分)】【西安电子科技大学 1996 一、1 (2分)】 4.已知串S=‘aaab’,其Next数组值为()。【西安电子科技大学 1996 一、7 (2分)】A.0123 B.1123 C.1231 D.1211 5.串‘ababaaababaa’的next数组为()。【中山大学 1999 一、7】A.012345678999 B.012121111212 C.011234223456 D.0123012322345 6.字符串‘ababaabab’的nextval 为() A.(0,1,0,1,04,1,0,1) B.(0,1,0,1,0,2,1,0,1) C.(0,1,0,1,0,0,0,1,1) D.(0,1,0,1,0,1,0,1,1 ) 【北京邮电大学 1999 一、1(2分)】 7.模式串t=‘abcaabbcabcaabdab’,该模式串的next数组的值为(),nextval数组的值为()。 A.0 1 1 1 2 2 1 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 B.0 1 1 1 2 1 2 1 1 2 3 4 5 6 1 1 2 C.0 1 1 1 0 0 1 3 1 0 1 1 0 0 7 0 1 D.0 1 1 1 2 2 3 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 E.0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 7 0 1 F.0 1 1 0 2 1 3 1 0 1 1 0 2 1 7 0 1 【北京邮电大学 1998 二、3 (2分)】 8.若串S=’software’,其子串的数目是()。【西安电子科技大学 2001应用一、2(2分)】 A.8 B.37 C.36 D.9 9.设S为一个长度为n的字符串,其中的字符各不相同,则S中的互异的非平凡子串(非空且不同于S本身)的个数为()。【中科院计算所 1997 】 A.2n-1 B.n2 C.(n2/2)+(n/2) D.(n2/2)+(n/2)-1 E. (n2/2)-(n/2)-1 F.其他情况 10.串的长度是指()【北京工商大学 2001 一、6 (3分)】 A.串中所含不同字母的个数 B.串中所含字符的个数 C.串中所含不同字符的个数 D.串中所含非空格字符的个数 二、判断题 1.KMP算法的特点是在模式匹配时指示主串的指针不会变小。()【北京邮电大学 2002 一、4 (1分)】

数据结构答案串学习指导

第5章串 5.1 知识点分析 1.串的定义 串(String)是由零个或多个任意字符组成的有限序列。一般记作:s="a1 a2 …a i…a n"。 其中s 是串名,用双引号括起来的字符序列为串值,但引号本身并不属于串的内容。 a i(1<=i<=n)是一个任意字符,它称为串的元素,是构成串的基本单位,i是它在整个串中的序号;n为串的长度,表示串中所包含的字符个数。 2.几个术语 (1)长度 串中字符的个数,称为串的长度。 (2)空串 长度为零的字符串称为空串。 (3)空格串 由一个或多个连续空格组成的串称为空格串。 (4)串相等 两个串相等,是指两个串的长度相等,且每个对应字符都相等。 (5)子串 串中任意连续字符组成的子序列称为该串的子串。 (6)主串 包含子串的串称为该子串的主串。 (7)模式匹配 子串的定位运算又称为串的模式匹配,是一种求子串的第一个字符在主串中序号的运算。被匹配的主串称为目标串,子串称为模式。 3.串的基本运算 (1)求串长:LenStr(s)。 (2)串连接:ConcatStr(s1,s2) 。 (3)求子串:SubStr (s,i,len)。 (4)串比较:EqualStr (s1,s2)。 (5)子串查找:IndexStr (s,t),找子串t在主串s中首次出现的位置(也称模式匹配)。(6)串插入:InsStr (s,t,i)。 (7)串删除:DelStr(s,i,len)。 4.串的存储 (1)定长顺序存储。 (2)链接存储。 (3)串的堆分配存储。 5.2 典型习题分析 【例1】下面关于串的的叙述中,哪一个是不正确的?()

A.串是字符的有限序列B.空串是由空格构成的串 C.模式匹配是串的一种重要运算D.串既可以采用顺序存储,也可以采用链式存储 分析:空串是不含任何字符的串,即空串的长度是零。空格串是由空格组成的串,其长度等于空格的个数。答案为B。 【例2】两个串相等的充分必要条件是( )。 A.两个串长度相等B.两个串有相同字符 C.两个串长度相等且有相同字符D.以上结论均不正确 分析:根据串相等定义,两个串是相等是指两个串的长度相等且对应字符都相等,故A、B、C均不正确,答案为D。 【例3】串链式存储的优点是(1),缺点是(2)。 分析:由链式存储结点特点可以得到:(1)插入、删除方便。(2)浪费空间。 注意,这里串的链式存储是指结点元素为1个字符的链串,如果结点元素字符数大于1,插入和删除同样不方便,但空间利用率可以提高。 【例4】设S="abccdcdccbaa",T="dccb",则第7 次匹配成功。 分析:由字符串模式匹配概念,匹配过程如下: S="abccdcdccbaa" 第一趟 d 不成功 S="abccdcdccbaa" 第二趟 d 不成功 S="abccdcdccbaa" 第三趟 d 不成功 S="abccdcdccbaa" 第四趟 d 不成功 S="abccdcdccbaa" 第五趟dcc 不成功 S="abccdcdccbaa" 第六趟 d 不成功 S="abccdcdccbaa" 第七趟dccb 成功 【例5】利用函数LenStr(s),SubStr (s,i,len)和ConcatStr(s1,s2)写一算法void StrInsert(char *S, char *T, int i),将串T插入到串S的第i个位置上。若i大于S的长度,则插入不执行。请在处填写语句,完成此程序。 算法如下: void InsStr (char *S, char *T, int i) // 将串T插入到串S的第i个位置上 { char *Temp; Temp=(char *)malloc(sizeof(char[Maxsize]));// 设置一个临时串

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