目标串和模式串
数据结构课后习题答案第四章
第四章一、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)。
二、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。
启蒙课串珠子教案目标怎么写
启蒙课串珠子教案目标怎么写教案标题：启蒙课串珠子教案目标教案目标：1. 认知目标：- 学生能够理解珠子的基本概念和特征。
- 学生能够正确辨认和命名不同颜色的珠子。
- 学生能够掌握串珠子的基本方法和技巧。
2. 技能目标：- 学生能够使用手指和手腕的协调动作，将珠子穿过线孔。
- 学生能够按照一定的顺序和模式串起珠子。
- 学生能够将珠子从线上取下，重新进行串珠操作。
3. 情感目标：- 学生能够培养耐心和专注的态度，通过反复练习提高串珠的技巧。
- 学生能够感受到串珠活动的乐趣和成就感，增强对学习的积极性。
4. 社交目标：- 学生能够与同伴合作，分享串珠的经验和技巧。
- 学生能够尊重他人的意见和作品，培养良好的团队合作精神。
教学重点：- 让学生理解珠子的基本概念和特征。
- 培养学生正确辨认和命名不同颜色的珠子的能力。
- 培养学生使用手指和手腕的协调动作，将珠子穿过线孔的技能。
- 培养学生按照一定的顺序和模式串起珠子的技能。
教学难点：- 帮助学生掌握串珠子的基本方法和技巧。
- 培养学生耐心和专注的态度，通过反复练习提高串珠的技巧。
教学方法：- 演示法：教师通过演示正确的串珠方法和技巧，引导学生模仿。
- 合作学习：学生分组合作串珠，互相交流和分享经验。
- 游戏化教学：设计串珠游戏，增加学生的参与度和学习兴趣。
教学过程安排：1. 导入（5分钟）：- 引导学生观察不同颜色和形状的珠子，并提问学生对珠子的认识和了解。
2. 知识讲授（10分钟）：- 通过图片和实物示范，介绍珠子的基本概念和特征。
- 引导学生辨认和命名不同颜色的珠子。
3. 技能训练（20分钟）：- 教师演示正确的串珠方法和技巧，并引导学生模仿。
- 学生分组合作串珠，互相交流和分享经验。
- 教师巡视指导，纠正学生的操作错误并给予肯定和鼓励。
4. 游戏活动（10分钟）：- 设计串珠游戏，例如比赛谁能最快串好指定的图案或颜色顺序。
- 激发学生的竞争意识和学习兴趣，增加活动的趣味性。
数据结构教程李春葆课后答案第4章串
8. 采用顺序结构存储串，设计一个实现串通配符匹配的算法 pattern_index()，其中的 通配符只有‘？’ ，它可以和任一个字符匹配成功。例如，pattern_index("？re"，"there are") 返回的结果是 2。 解：采用 BF 算法的穷举法的思路，只需要增加对‘?’字符的处理功能。对应的算法 如下：
void maxsubstr(SqString s,SqString &t) { int maxi=0,maxlen=0,len,i,j,k; i=0; while (i<s.length) //从下标为 i 的字符开始 { j=i+1; //从 i 的下一个位置开始找重复子串 while (j<s.length) { if (s.data[i]==s.data[j]) //找一个子串,其起始下标为 i,长度为 len { len=1; for(k=1;s.data[i+k]==s.data[j+k];k++) len++; if (len>maxlen) //将较大长度者赋给 maxi 与 maxlen { maxi=i; maxlen=len; } j+=len; } else j++; } i++; //继续扫描第 i 字符之后的字符 } t.length=maxlen; //将最长重复子串赋给 t for (i=0;i<maxlen;i++) t.data[i]=s.data[maxi+i]; }
SqString CommChar(SqString s1,SqString s2) { SqString s3; int i,j,k=0; for (i=0;i<s1.length;i++) { for (j=0;j<s2.length;j++) if (s2.data[j]==s1.data[i]) break; if (j<s2.length) //s1.data[i]是公共字符 { s3.data[k]=s1.data[i]; k++; } } s3.length=k; return s3; }
串的模式匹配算法实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除串的模式匹配算法实验报告篇一：串的模式匹配算法串的匹配算法——bruteForce(bF)算法匹配模式的定义设有主串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。
bF算法brute-Force算法简称为bF算法，其基本思路是：从目标串s的第一个字符开始和模式串T中的第一个字符比较，若相等，则继续逐个比较后续的字符；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。
以此类推，若从模式串T的第i个字符开始，每个字符依次和目标串s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，算法返回0。
实现代码如下：/*返回子串T在主串s中第pos个字符之后的位置。
若不存在，则函数返回值为0./*T非空。
intindex(strings,stringT,intpos){inti=pos;//用于主串s中当前位置下标，若pos不为1则从pos位置开始匹配intj=1;//j用于子串T中当前位置下标值while(i j=1；}if(j>T[0])returni-T[0];elsereturn0;}}bF算法的时间复杂度若n为主串长度，m为子串长度则最好的情况是：一配就中，只比较了m次。
最坏的情况是：主串前面n-m个位置都部分匹配到子串的最后一位，即这n-m位比较了m次，最后m位也各比较了一次，还要加上m,所以总次数为：(n-m)*m+m=(n-m+1)*m从最好到最坏情况统计总的比较次数，然后取平均，得到一般情况是o(n+m).篇二：数据结构实验报告-串实验四串【实验目的】1、掌握串的存储表示及基本操作；2、掌握串的两种模式匹配算法：bF和Kmp。
3、了解串的应用。
【实验学时】2学时【实验预习】回答以下问题：1、串和子串的定义串的定义：串是由零个或多个任意字符组成的有限序列。
李春葆《数据结构教程》(第4版)课后习题-串(圣才出品)
第4章串1．采用顺序结构存储串，编写一个实现串通配符匹配的算法pattern______index（），其中的通配符只有“？”，它可以和任一字符匹配成功，例如，pattern______index（″? re″，″there are″）返回的结果是2。
答：本题的基础是Brute—Force模式匹配算法，只是增加了“？”的处理功能。
对应的算法如下：2．有两个串s1和s2，设计一个算法求这样一个串，该串中的字符是s1和s2中的公共字符。
答：扫描s1，对于当前字符s1.data[i]，若在s2中，则将其加入到串s3中。
最后返回s3串。
对应的算法如下：3．设目标为t=’abcaabbabcabaacbacba’，模式p=’abcabaa’。
（1）计算模式P的nextval函数值。
（2）不写算法，只画出利用KMP算法进行模式匹配时的每一趟匹配过程。
答：（1）先计算next数组，在此基础上求nextval数组，如表4-1所示。
表4-1 计算next数组和nextval数组（2）采用KMP算法求子串位置的过程如下（开始时i=0，j=0）：第1趟匹配：此时i=4，j=4，匹配失败，而nextval[4]=0，则i=4，j=nextval[4]=0，即：第2趟匹配：此时i=6，j=2，匹配失败，而nextval[2]=0，则i=6，j=nextval[2]=0，即：第3趟匹配：此时i=6，j=0，匹配失败，而nextval[0]=-1，则i=6，j=nextval[0]=-1。
因j=-1，执行i=i+1=7，j=j+1=0，即：第4趟匹配：此时i=14，j=7，匹配成功，返回v=i-t．1ength=14-7=7。
上机实验题4实验题1编写一个程序algo4-1.cpp，实现顺序串的各种基本运算，并在此基础上设计一个程序exp4-1.cpp完成如下功能：（1）建立串s=″abcdefghefghijklmn″和串sl=″xyz″；（2）输出串s；（3）输出串s的长度；（4）在串s的第9个字符位置插入串s1而产生串s2；（5）输出串s2；（6）删除串s第2个字符开始的5个字符而产生串s2；（7）输出串s2；（8）将串s第2个字符开始的5个字符替换成串s1而产生串s2；（9）输出串s2；（10）提取串s的第2个字符开始的10个字符而产生串s3；（11）输出串s3；（12）将串s1和串s2连接起来而产生串s4；（13）输出串s4。
LUA字符串模式匹配
LUA字符串模式匹配模式匹配函数在string库中功能最强⼤的函数是：string.find（字符串查找）string.gsub（全局字符串替换）string.gfind（全局字符串查找）string.gmatch(返回查找到字符串的迭代器)这些函数都是基于模式匹配的。
与其他脚本语⾔不同的是，Lua并不使⽤POSIX规范的正则表达式[4]（也写作regexp）来进⾏模式匹配。
主要的原因出于程序⼤⼩⽅⾯的考虑：实现⼀个典型的符合POSIX标准的regexp⼤概需要4000⾏代码，这⽐整个Lua标准库加在⼀起都⼤。
权衡之下，Lua中的模式匹配的实现只⽤了500⾏代码，当然这意味着不可能实现POSIX所规范的所有更能。
然⽽，Lua中的模式匹配功能是很强⼤的，并且包含了⼀些使⽤标准POSIX模式匹配不容易实现的功能。
string.gmatch(str, pattern)这是⼀个返回迭代器的函数. 实际的⽤例如下:s = "hello world from Lua"for w in string.gmatch(s, "%a+") do print(w)end这⾥是⼀个捕获并将配对字符分别存到不同变量的例⼦:t = {}s = "from=world, to=Lua"for k, v in string.gmatch(s, "(%w+)=(%w+)") do t[k]=vendfor k, v in pairs(t) do print(k, v)endstring.gsub(str, pattern, repl, n)string.gsub()函数根据给定的配对表达式对源字符串str进⾏配对, 同时返回源字符串的⼀个副本, 该副本中成功配对的所有⼦字符串都将被替换. 函数还将返回成功配对的次数.实际的替换⾏为由repl参数的类型决定:当repl为字符串时, 所有成功配对的⼦字符串均会被替换成指定的repl字串.当repl为table时, 对每个成功配对的⼦字符串, 函数均会试图寻找以其为key值的table中的元素, 并返回该元素. 如果该配对包含任何捕获信息,则以编号为1号的捕获作为key值进⾏查找.当repl为函数时, 每个成功配对的⼦字符串均会作为参数被传⼊到该函数中去.在repl是table或函数时, 如果该table或函数返回了字串或数字的值, 这个值依然会被⽤于替换副本字串中的配对⼦字串. 如果该table/函数返回的值为空, 将不发⽣替换.n参数可选, 当它被指定时, string.gsub()函数只对源字符串中的前n个成功配对的成员进⾏操作.以下是⼏个例⼦:> print(string.gsub("hello world", "(%w+)", "%1 %1"))hello hello world world 2> print(string.gsub("hello Lua", "(%w+)%s*(%w+)", "%2 %1"))Lua hello 1> string.gsub("hello world", "%w+", print)hello world 2> lookupTable = {["hello"] = "hola", ["world"] = "mundo"}> print(string.gsub("hello world", "(%w+)", lookupTable))hola mundo 2string.match(str, pattern, init)string.match()只寻找源字串str中的第⼀个配对. 参数init可选, 指定搜寻过程的起点, 默认为1.在成功配对时, 函数将返回配对表达式中的所有捕获结果; 如果没有设置捕获标记, 则返回整个配对字符串. 当没有成功的配对时, 返回nil. string.match("abcdaef", "a")-> astring.reverse(str)返回⼀个字符串的倒序排列string.reverse("abcde")->edcbastring.dump(function)返回指定函数的⼆进制代码(函数必须是⼀个Lua函数，并且没有上值)string.find(str, pattern, init, plain)string.find的基本应⽤就是⽤来在⽬标串（subject string）内搜索匹配指定的模式的串。
数据结构串的next数组
数据结构串的next数组数据结构串的next数组是在字符串匹配算法中常用的一种辅助数组。
它主要用于在模式串与目标串进行匹配时，确定匹配失败时模式串应该移动的位置。
next数组的长度与模式串的长度相同，具体的计算方式如下：1. 首先，next[0]被定义为-1，表示当第一个字符与目标串不匹配时，模式串应该移动到下一个位置。
2. 然后，依次计算next[i]，其中i的范围是1到模式串长度减1。
a. 假设已经计算出了next[0]到next[i-1]的值。
b. 针对下标i，首先将next[i]初始化为-1。
c. 然后，从下标0开始与下标i-1进行比较，找到最长的前缀和后缀匹配子串的长度k。
d. 如果存在这样的子串，则将next[i]设置为k。
3. 最后得到的next数组即为模式串中每个位置匹配失败时应该向前移动的位置。
以模式串"ababc"为例，计算next数组的过程如下：1. next[0] = -1。
2. 对于next[1]，比较模式串的第0个位置和第1个位置的字符"a"和"b"，发现不匹配，所以next[1]仍为-1。
3. 对于next[2]，比较模式串的第0个位置和第2个位置的字符"a"和"a"，发现匹配，所以next[2]为0。
4. 对于next[3]，比较模式串的第0个位置和第3个位置的字符"a"和"b"，发现不匹配，继续比较第1个位置和倒数第2个位置的字符"b"和"a"，发现不匹配，所以next[3]仍为-1。
5. 对于next[4]，比较模式串的第0个位置和第4个位置的字符"a"和"c"，发现不匹配，继续比较第1个位置和倒数第2个位置的字符"b"和"b"，发现匹配，然后比较第2个位置和倒数第3个位置的字符"a"和"a"，发现匹配，所以next[4]为2。
index嵌套match函数的用法
index嵌套match函数的用法在编程中，index和match函数是常用的字符串处理函数。
它们被广泛用于查找字符串中特定字符或子串的位置。
而将index函数嵌套在match函数中使用，可以更加灵活地满足特定的需求。
index函数是用于查找给定字符或子串在目标字符串中的位置的。
它的使用格式为：index(目标字符串, 要查找的字符或子串)。
当要查找的字符或子串存在于目标字符串中时，index函数将返回其在目标字符串中的位置。
如果不存在，则返回-1。
而match函数是用于从字符串中搜索匹配特定模式的子串的。
它的使用格式为：match(模式, 目标字符串)。
当目标字符串中有满足模式的子串时，match函数将返回该子串的值。
如果没有匹配到，则返回空值。
将index函数嵌套在match函数中使用可以实现更加复杂的字符串处理操作。
通过使用这种组合，我们可以在目标字符串中查找特定的字符或子串，并进一步对匹配到的子串进行处理。
例如，假设我们需要检查一个文本字符串中是否出现了某些关键词。
我们可以使用index函数找到这些关键词在文本中的位置，并使用match函数进一步处理这些关键词。
假设我们要查找的关键词是"apple"，我们可以使用index函数来查找该关键词在文本字符串中的位置。
然后，我们可以将index函数嵌套在match函数中，来检查是否在指定位置匹配到了关键词。
以下是示例代码：```text = "I like to eat apples."keyword = "apple"# 使用index函数找到关键词在文本字符串中的位置index_position = index(text, keyword)# 使用match函数检查关键词是否匹配matched_keyword = match(keyword, index_position)if matched_keyword:print("关键词匹配成功！")else:print("未找到匹配的关键词。
《数据结构与算法》第四章-串习题
《数据结构与算法》第二部分习题精选一、填空题1. 称为空串；称为空白串。
2. 设S=“A;/document/Mary.doc”，则strlen(s)= , “/”的字符定位的位置为。
3. 子串的定位运算称为串的模式匹配，称为目标串，称为模式。
4. 设目标T=”abccdcdccbaa”，模式P=“cdcc”，则第次匹配成功。
5. 若n为主串长，m为子串长，则串的古典（朴素）匹配算法最坏的情况下需要比较字符的总次数为。
二、单选题（）1. 串是一种特殊的线性表，其特殊性体现在：Ａ．可以顺序存储Ｂ．数据元素是一个字符Ｃ．可以链式存储Ｄ．数据元素可以是多个字符（）2.设有两个串p和q，求q在p中首次出现的位置的运算称作：Ａ．连接Ｂ．模式匹配Ｃ．求子串Ｄ．求串长（）3.设串s1=’ABCDEFG’，s2=’PQRST’，函数con(x,y)返回x和y 串的连接串，subs(s, i, j)返回串s的从序号i开始的j个字符组成的子串，len(s)返回串s的长度，则con(subs(s1, 2, len(s2)), subs(s1, len(s2), 2))的结果串是：Ａ．BCDEF Ｂ．BCDEFG Ｃ．BCPQRST Ｄ．BCDEFEF三、计算题1.设s=’I AM A STUDENT’, t=’GOOD’, q=’WORKER’, 求Replac e(s,’STUDENT’,q)和Concat(SubString(s,6,2), Concat(t,SubString(s,7,8)))。
2.已知主串3.s=’ADBADABBAABADABBADADA’,模式串pat=’ADABBADADA’。
写出模式串的nextval函数值，并由此画出KMP算法匹配的全过程。
答案一、填空题1. 不包含任何字符（长度为0）的串由一个或多个空格（仅由空格符）组成的串2. 20 33.被匹配的主串子串4. 65. (n-m+1)*m二、单选题1. B2. B3. D四、计算题解：①Replace(s,’STUDENT’,q)＝’I AM A WORKER’②因为SubString(s,6,2)＝‘A ’；SubString(s,7,8)＝‘STUDENT’Concat(t,SubString(s,7,8))＝’GOOD STUDENT’所以Concat(SubString(s,6,2), Concat(t,SubString(s,7,8)))＝‘A GOOD STUDENT’2. 解：（由演示程序得知）nextval函数值为0 1 0 2 1 0 1 0 4 0 在第12个字符处发现匹配！s=’ADBADABBAABADABBADADA’pat=’ADABBADADA’。
数据结构教学中KMP算法解析
数据结构教学中KMP算法解析摘要：模式匹配是字符串的基本运算之一，也是数据结构教学中的难点之一。
分析了模式匹配KMP算法以及算法中next函数的含义，给出了next函数的两种实现方法，有助于在教学实践中帮助学生更好地理解该算法。
关键词：数据结构；模式匹配；KMP算法0引言模式匹配（Patten Matching）是许多计算机应用领域的基础问题，在数据结构中模式匹配是字符串的基本运算之一。
字符串模式匹配指的是，找出特定的模式串在一个较长的字符串中出现的位置。
有两个字符串S和T，字符串S称为目标串，字符串T称为模式串，要求找出模式T在S中的首次出现的位置。
一旦模式T在目标S中找到，就称发生一次匹配。
有些应用可能会要求找出所有的匹配位置<sup>[1]</sup>。
例如，目标串S= 'Shanghai'，模式串T= 'gha'，则匹配结果为4。
模式匹配的典型算法包括朴素匹配算法、KMP算法和BM算法等，其中KMP算法是效率较高且经典的模式匹配算法之一<sup>[2]</sup>。
在数据结构教学中，由于KMP算法较难理解，课堂讲授往往很难取得好的效果。
本文通过对传统的朴素匹配算法与KMP算法的比较，分析next函数的含义以及实现方法，来帮助理解KMP算法。
1朴素匹配算法在朴素匹配算法中，S和T分别为目标串和模式串，变量i和j 为两个静态指针，分别表示S和T中当前正待比较的字符位置。
算法的基本思想是：第1趟匹配：从S的第1个字符（序号为0）起和T的第一个字符比较之，如果相等，则继续逐个比较后续字符（i++；j++），否则开始下一趟匹配。
新的一趟匹配：i的初值为上一趟的初值+1 ，j的初值为1，如果比较结果相等，则继续逐个比较后续字符，否则开始下一趟匹配。
依次类推，直至某一趟匹配中，T的每个字符依次和S中的一个连续的字符序列相等，则称匹配成功，否则称匹配不成功。
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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。