串的抽象数据类型的定义.
严蔚敏数据结构-第四章 串
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(2)S1串长 最大串长 串长<最大串长 串长 最大串长; S1,S2串长和 最大串长 串长和>最大串长 串长和 最大串长;
S1 6 a b c d e f S2 6 g h i j k l T 8 a b c d e f g h
3
串的抽象数据类型的定义： 串的抽象数据类型的定义： ADT String{ 数据对象： 数据对象：D={ai|ai∈CharacterSet, i=1,2,...,n, n>=0} 数据关系： 数据关系：R1={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D, i=2,...,n} 基本操作： 基本操作： StrAssign(&T, chars)
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作业： 作业： 1.用5种串的基本操作（StrAssign、StrCompare、StrLen Concat、SubString）来逻辑实现StrInsert(&S, pos, T)操作 、 操作. ）
Status StrInsert(String S, int pos , String T) { if ……….. return error; , , ); ); ); );
chars是字符串常量。生成一个其值等于chars的串 。 是字符串常量。生成一个其值等于 的串T。 是字符串常量 的串
StrCopy(&T, S)
存在则由串S复制得串 串S存在则由串 复制得串 存在则由串 复制得串T
StrEmpty(S)
存在则若S为空串 串S存在则若 为空串 返回真否则返回假 存在则若 为空串,返回真否则返回假
Sub返回串 的第pos个字符起长度为 返回串S的第 个字符起长度为len的子串 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串
《数据结构与算法(C++语言版)》第4章_串
串函数与串的类定义
• 常用的 常用的C++串函数 串函数 • C++的串库（string.h）中提供了许多字符串的操作函数，几 个常用的C++字符串函数及其使用方法如下。 •假设已有以下定义语句：
串函数与串的类定义
• （1）串拷贝函数 • char *strcpy(char *s1, const char *s2)，将字符串s2复制到字 符串数组s1中，返回s1的值。 • char *strncpy(char *s1, const char *s2, size_tn)将字符串s2中最 多n个字符复制到字符串数组s1中，返回s1的值。 • 例如：
串函数与串的类定义
• （3）串比较函数 • int strcmp(const char *s1, const char *s2)，比较字符串s1和字 符串s2。函数在s1等于、小于或大于s2时，分别返回0、小 于0或者大于0的值。 • int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_tn)比较字符串 s1中的n个字符和字符串s2。函数在s1等于、小于或大于s2 时，分别返回0、小于0或者大于0的值。 • 例如：
串模式匹配
• 无回溯的匹配算法 • 在上面介绍的匹配算法中，某趟匹配失败时，下一趟的匹 配相当于将子串P后移1位再从头与主串中对应字符进行比 较，即相当于i指示器回溯到上趟（最近失败的一趟）匹配 的起点的下一个位置，这样，主串中每个字符都要与子串 中的第1个字符对应一次，再向后比较。因此，主串中每个 字符参加比较的次数最多可达n次（n为子串长度），因此 时间复杂度为O(nm)。那么，能否使目标串中每个字符只参 加一次比较呢？也就是说，能否不回溯i指示器？回答是肯 定的。这个问题是由D.E.Knoth与V.R.Pratt和J.H.Morris同时 解决的，所以有的文献也称这种思想的串匹配算法为KMP 算法。
数据结构简答题和论述题
数据结构简答题和论述题1、试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语⾔中数据类型概念的区别。
【解答】数据结构是指相互之间存在⼀定关系的数据元素的集合。
⽽抽象数据类型是指⼀个数据结构以及定义在该结构上的⼀组操作。
程序设计语⾔中的数据类型是⼀个值的集合和定义在这个值集上⼀组操作的总称。
抽象数据类型可以看成是对数据类型的⼀种抽象。
串:是零个或多个字符组成的有限序列。
串是⼀种特殊的线性表，它的每个结点仅由⼀个字符组成。
空串 :长度为零的串，它不包含任何字符。
空⽩串 :仅由⼀个或多个空格组成的串⼦串 :串中任意个连续字符组成的⼦序列称为该串的⼦串。
串变量和串常量通常在程序中使⽤的串可分为：串变量和串常量。
（1）串变量 ：串变量和其它类型的变量⼀样，其取值是可以改变的。
（2）串常量 ：串常量和整常数、实常数⼀样，在程序中只能被引⽤但不能改变其值。
即只能读不能写。
（1）树形图表⽰： 树形图表⽰是树结构的主要表⽰⽅法。
（2）树的其他表⽰法① 嵌套集合表⽰法：是⽤集合的包含关系来描述树结构。
② 凹⼊表表⽰法：类似于书的⽬录③ ⼴义表表⽰法：⽤⼴义表的形式表⽰的。
上图 (a)树的⼴义表表⽰法如下：（A（B（E，F（I，J））， C，D（G，H）））1．中序遍历的递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1)遍历左⼦树； (2)访问根结点； (3)遍历右⼦树。
2．先序遍历的递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1) 访问根结点； (2) 遍历左⼦树； (3) 遍历右⼦树。
3．后序遍历得递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1)遍历左⼦树； (2)遍历右⼦树； (3)访问根结点。
2、链表具有的特点是B 插⼊、删除不需要移动元素C 不必事先估计存储空间D 所需空间与线性表长度成正⽐顺序队列（1）队列的顺序存储结构称为顺序队列，顺序队列实际上是运算受限的顺序表。
（2） 顺序队列的表⽰①和顺序表⼀样顺序队列⽤⼀个向量空间存放当前队列中的元素。
数据结构-第4章 串
4.1 串的类型定义
子串的序号：将子串在主串中首次出现时的该 子串的首字符对应在主串中的序号，称为子串 在主串中的序号（或位置）。 【例】 A=“abcdefbbcd”，B=“bcd”，B在A中的 序号为2。 特别地，空串是任意串的子串，任意串是其自 身的子串。
4.1.2 串的抽象数据类型定义
//查找ab子串
if (p->data==‘ a’ && p->next->data==‘b’)
{ p->data=‘x’; p->next->data=‘z’;
q=(LinkStrNode *)malloc(sizeof(LinkStrNode));
q->data=‘y’;
q->next=p->next; p->next=q;
s: a a a a b c d
t: a ab bac acb bc c ✓ 匹配成功 算法的思路是从s的每一个字符开始依次与t的 字符进行匹配。
4.2.1 Brute-Force算法
int BFIndex(SqString s,SqString t)
{ int i=0, j=0,k;
while (i<s.length && j<t.length)
4.1 串的类型定义 4.2 串的表示和实现 4.3 串的模式匹配算法
本章要求
理解： 1、串的基本概念、类型定义 2、串的存储表示和实现 3、串的KMP算法
掌握： 4、串的简单模式匹配算法(BF)
第4章 串的基本概念
串（或字符串）：是由零个或多个字符组成 的有限序列。
串的逻辑表示： S=“a1a2…ai…an”，其中S为 串名，ai (1≤i≤n)代表单个字符，可以是字母、 数字或其它字符(包括空白符)。 串值：双引号括起来的字符序列。双引号不是 串的内容，只起标识作用。
【二】、什么是抽象数据类型
【⼆】、什么是抽象数据类型【⼆】、什么是抽象数据类型在上⼀篇【】中我详细介绍了我对数据结构的理解，其实描述数据结构，有⼀个很好的⽅法叫抽象数据类型。
下⾯我会详细介绍抽象数据类型。
抽象数据类型英⽂名叫(Abstract Data Type)，这⾥有两个关键词，⼀个叫“数据类型”，⼀个叫“抽象”，它们分别是什么意思呢？⾸先说什么是数据类型呢？数据类型，它包含了两个东西，⼀个是“数据对象集”，就是我们说的“是什么东西”，第⼆个是“数据集合相关联的操作集”，就上我在上⼀篇中说的，我们不能单纯讲怎么去处理图书，我们是要对这些图书进⾏操作的，这两件事情：图书的摆放，对图书的操作，是紧密结合在⼀起的。
这两个东西在C语⾔⾥是独⽴处理的，但是在⼀些⾯向对象的语⾔⾥边，⽐如C++、Java，你就会发现，它们很好的为数据类型专门设计了⼀种机制，就是⼀个“类”，把这个数据集跟它相关的操作集封装在⼀个类⾥⾯。
那再说什么是抽象呢？总体来说，我们只描述数据对象集和相关的操作集"是什么"，我们不关⼼“它是怎么做到的”这个问题。
可能到现在⼀些没有基础的朋友看起来还是很抽象，没关系，我再举个例⼦，可能帮助你更好的理解抽象数据类型到底是个什么东西，这个例⼦是关于“矩阵”的抽象数据类型的定义。
⾸先我们要给这个抽象数据类型⼀个名称叫“矩阵”，然后我们要描述⼀下它的数据对象集，⼀个N M的矩阵，是由N M个矩阵的元素构成的，我们把这个元素描述成⼀个三元组a,i,j，其中a是这个矩阵元素的值，同时我们还需要知道这个矩阵元素在矩阵⾥⾯所处的位置，就是它的⾏号i和列号j，就这样描述了⼀个数据的对象集，相关联的操作集有很多很多(如下图)我们来看⼀下，为什么这个就叫做“抽象”的表⽰呢？⾸先我们来看，在描述数据对象集的时候，说a是矩阵元素的值，那这个值是float？还是double？还是int？我们在这个抽象数据类型中描述是不关⼼的，相应地，当需要对它的元素值进⾏操作的时候，我们返回的也是ElementType,是⼀个通⽤的元素类型，我在实现这个矩阵相关的所有函数的时候，我在头上写⼀个define,你需要什么，我就把它define(定义)成什么样⼦，这样的话，你实现的这些函数是跟“你那个矩阵元素到底是哪种类型”是没有关系的，哪种类型都是可以运算的。
串PPT课件专题培训
例：
1.空串和空格串有无区别？ 有区别。空串(Null String)是指长度为零旳串；而空 格串(Blank String)是指包括一种或多种空格旳字符串 .
2.既有下列4个字符串：
a =‘BEI’ b =‘JING’ c = ‘BEIJING’ d = ‘BEI JING’
问：① 他们各自旳长度？ ② b是哪个串旳子串？它在主串中旳位置是多少？
T.length =i;
}
return OK;
}//StrAssign
三、链式存储：用链表存储串值，易插入和删除。
Typedef struct { char *ch; // 若非空串,按串长分配空间; 不然 ch = NULL int length; //串长度
}HString
例：用“堆”实现串插入操作(教材P75)
Status StrInsert ( HString &S, int pos, HString T ){
❖ 堆分配存储表达
——用一组地址连续旳存储单元存储串值旳字符 序列,但存储空间是在程序执行过程中动态分配 而得。
链式 存储
❖ 串旳块链存储表达
——链式方式存储
一、定长顺序存储
用一组连续旳存储单元来存储串，直接使用定长旳字符 数组来定义，数组旳上界预先给出，故称为静态存储分 配。
例如： #define MAXSTRLEN 255 //顾客可用旳最大串长 typedef unsigned char SString[MAXSTRLEN＋1 ]; SString S; //S是一种可容纳255个字符旳顺序串。
Status Concat(SString &T, SString S1, SString S2,) { // 用T返回由S1和S2联接而成旳新串。若未截断, 则返回TRUE，不然FALSE。
串
ClearString (&S)
初始条件：串S存在。 操作结果：将S清为空串。
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联接而成的新串。
Status ClearString(HString &S) { //将S清为空串. if(S.ch) { free(S.ch); S.ch=NULL;} S.length=0; return OK; }// ClearString
Status Concat(HString &T, HString S1, HString S2)
int Strlength(HString S) { return S.length; }
int StrCompare(HString S, HString T) { //若S>T，则返回值>0；若S = T，则返回值=0；若S<T，则返回值<0 for( i=0; i< S.length && i< T.length; ++i ) if(S.ch[i]!= T.ch[i]) return S.ch[i]-T.ch[i]; return S.length- T.length; }
• 二、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)
抽象数据类型
抽象数据类型1.数据类型数据类型（data type）是⼀个值的集合和定义在这个值集上的⼀组操作的总称。
原⼦类型:如语⾔的整形、字符型等标准类型及指针等简单的导出类型和空类型。
结构类型：其值是由若⼲成分按某种结构组成的，因此是可以分解的，并且它的成分可以是⾮结构的，也可以是结构的，通常是由标准类型派⽣的。
例如，C/C++中的数组、结构等类型。
2.抽象数据类型（abstract data type, ADT）抽象数据类型是指⼀个数学模型以及定义在该模型上的⼀组操作。
它通常是指对数据的某种抽象，定义了数据的取值范围及其结构形式，以及对数据的操作的集合。
“抽象”的意义在于数据类型的数学抽象特性。
3.抽象数据类型的描述⽅法（D，S，P）D是数据对象，S是D上的关系集，P是对D的基本操作集。
4.抽象数据类型⼀般可以由数据对象、数据关系及基本操作来定义。
ADT 抽象数据类型{数据对象（数据对象的定义）数据关系（数据关系的定义）基本操作（基本操作的定义）}ADT 抽象数据类型名其中，数据对象和数据关系的定义⽤集合描述，基本操作的定义格式为返回类型基本操作名（参数表）5.对于每个操作，包含下列5个基本要素：输⼊前置条件过程输出后置条件6.基本操作有两种参数：赋值参数只为操作提供输出值；引⽤参数以&开头，除可提供输出值外，还将返回操作结果。
7.⾯向对象的程序设计（OPP）⽅法。
在⾯向对象程序设计语⾔中，借助对象描述抽象数据类型，存储结构的说明和操作函数的说明被封装在⼀个整体结构中，这个整体结构称为类（class），属于某个类的具体变量称为对象（object）。
8.ADT和类的概念实际上反映了程序或软件设计的两层抽象：ADT相当于是在概念层（抽象层）上描述问题，⽽类相当于是在实现层上描述问题。
抽象数据类型与C++中类的对应关系如下：抽象数据类型——类数据对象——数据成员（属性）基本操作——成员函数（⽅法）。
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StrCopy (&T, S)
(串复制)
初始条件：串 S 存在。 操作结果：由串 S 复制得串 T。
StrEmpty (S)
(判空)
初始条件：串 S 存在。
操作结果：若 S 为空串，则返回 TRUE, 否则返回 FALSE。(为空串)
StrLength (S)
(求长度)
初始条件：串 S 存在。
求得 sub = man SubString( sub, commander , 1, 9) 求得 sub = commander SubString( sub, commander , 9, 1)
求得 sub = r
SubString(sub, commander, 4, 7) sub = ? SubString(sub, beijing, 7, 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
StrInsert (&S, pos, T)
(插入)
初始条件：串 S 和 T 均存在， 1≤pos≤StrLength(S)＋1。 操作结果：在串 S 的第 pos 个字符之前 插入串T。 例如：S = chater ，T = rac ， 则执行 StrInsert(S, 4, T) 之后得到 S = character
操作结果： 用 V 替换主串 S 中出现的所有与 （模式串）T 相等的不重叠的子串。
例如：
假设 S = abcaabcaaabca bca bca bca, T = bca 若 V = x , 则经置换后得到 S = axaxaax
若 V = bc , 则经置换后得到 S = abcabcaabc
StrDelete (&S, pos, len) (删除)
初始条件： 串 S 存在，且 1≤pos≤StrLength(S)-len+1。 操作结果：
从串 S 中删除第 pos 个字符起 长度为len的子串。
对于串的基本操作集可以有不同的定义 方法，在使用高级程序设计语言中的串类 型时，应以该语言的参考手册为准。 在上述抽象数据类型定义的13种操作中， 串赋值 StrAssign、串复制 Strcopy、 串比较 StrCompare、求串长 StrLength、
ClearString (&S)
Index (S, T, pos)
Replace (&S, T, V) StrInsert (&S, pos, T)
StrDelete (&S, pos, len)
} ADT String
StrAssign (&T, chars)
(串赋值)
初始条件：chars 是字符串常量。 操作结果：把 chars 赋为 T 的值。
Concat (&T, S1, S2) (串联接)
初始条件：串 S1 和 S2 存在。
操作结果： T 为由串 S1 和串 S2 联接 所得的Байду номын сангаас。
例如： Concat( T, man, kind)
求得 T = mankind Concat( T, kind, man) 求得 T = kindman
4.1 串的抽象数据类型的定义 4.2 串的表示和实现 4.3 文本编辑 —串的应用举例
ADT String {
数据对象：
串是有限长的字符序 列，由一对双引号相 括，如: a string
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 }
中的第一个字符在主串中的“位序” 。 假设 S = abcaabcaaabc , T = bca Index(S, T, 1) = 2;
Index(S, T, 3) = 6;
Index(S, T, 8) = 0;
Replace ( S, T, V)
(串置换)
初始条件： 串 S, T 和 V 均已存在， 且 T 是非空串。
基本操作：
StrAssign (&T, chars)
DestroyString(&S)
StrCopy (&T, S)
StrLength(S)
StrEmpty (S) Concat (&T, S1, S2) StrCompare (S, T)
SubString (&Sub, S, pos, len)
操作结果：返回串 S 中字符的个数。
StrCompare (S, T) (串比较)
初始条件：串 S 和 T 都存在。 操作结果：由串 S 小于或等于或大于串 T 分别返回小于或等于或大于 0 的值 。 例如：StrCompare( data , state ) < 0
StrCompare( cat , case ) > 0
Index ( S, T, pos)
(定位函数)
初始条件： 串 S 和 T 存在，且 T 是非空串， 1≤pos≤StrLength(S)。 操作结果： 若主串 S 中存在和串 T 值相同的 子串，则返回它在主串 S 中第 pos 个字符之后第一次出现的位置; 否则函数值为0。
“子串在主串中的位置”意指子串
串联接 Concat 以及求子串 SubString 等六种操作构成串类型的最小操作子集。
利用串比较、求串长和求子串等操 作实现定位函数 Index( S, T, pos ) 算法的基本思想为：
StrCompare(SubString(S, i, StrLength(T)), T )
SubString (&Sub, S, pos, len) (求子串)
初始条件：
串 S 存在，1≤pos≤StrLength(S) 且 0≤len≤StrLength(S)-pos+1。 操作结果： 以 Sub 返回串 S 中第 pos 个字符起 长度为 len 的子串。
子串为“串”中的一个字符子序列 例如： SubString( sub, commander , 4, 3)