串類型的定義、串的表示和實現、串的模式匹配算法教學課件REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE串類型的定義串的表示和實現串的模式匹配算法串的模式匹配算法教學實例總結與展望PART01串類型的定義串是由零個或多個字符組成的有限序列。串中字符的順序是固定的，且具有方向性。串的長度是指串中字符的個數。串的基本概念字符串常量使用雙引號將字符序列括起來表示串，例如："hello"。字符數組使用字符數組存儲串的每個字符，例如：charstr[]="hello"。動態分配內存使用動態內存分配函數（如malloc）為串分配內存，并逐個字符初始化。串的表示方法串的常用操作子串查找比較在給定串中查找指定子串的位置。比較兩個串是否相等。連接替換截取將兩個串拼接成一個新的串。將給定串中的指定子串替換為另一子串。從給定串中截取指定長度的子串。PART02串的表示和實現123使用一維數組來存儲字符串，每個元素存儲一個字符。順序存儲結構訪問速度快，可以直接通過下標訪問任意字符。優點字符串長度固定，需要預先分配足夠的空間，可能導致空間浪費。缺點串的順序存儲結構使用節點來存儲字符串，每個節點包含字符和指向下一個節點的指針。鏈式存儲結構字符串長度可變，不需要預先分配空間。優點訪問速度較慢，需要遍歷鏈表來訪問特定字符。缺點串的鏈式存儲結構優點既具有順序存儲的高效訪問速度，又具有鏈式存儲的動態可變長度。缺點實現相對復雜，需要維護指針結構和動態數組的大小。動態存儲結構結合順序存儲和鏈式存儲的特點，使用動態數組來存儲字符串，同時保留指針結構以實現字符串的動態增長。串的動態存儲結構PART03串的模式匹配算法樸素模式匹配算法時間復雜度O(mn)，其中m和n分別是源字符串和目標字符串的長度。適用場景適用于目標字符串較短，且源字符串長度相對較小的情況。O(mn)，其中m和n分別是源字符串和目標字符串的長度，但在最壞情況下，時間復雜度可能達到O(n^2)。適用于目標字符串較長，且源字符串長度相對較小的情況。KMP算法適用場景時間復雜度BM算法O(mn)，其中m和n分別是源字符串和目標字符串的長度，但在最壞情況下，時間復雜度可能達到O(n^2)。時間復雜度適用于目標字符串較長，且源字符串長度相對較小的情況。BM算法在處理某些特定模式串時具有更高的效率。適用場景PART04串的模式匹配算法教學實例算法原理：KMP算法（Knuth-Morris-Pratt算法）是一種改進的字符串匹配算法，通過構建部分匹配表（也稱為失敗函數或部分匹配表）來優化匹配過程。算法步驟1.構建部分匹配表。2.從左到右依次比較主串和模式串的字符，當出現不匹配時，根據部分匹配表進行跳轉。3.如果模式串全部匹配成功，則返回模式串在主串中的起始位置。時間復雜度：O(n+m)，其中n為主串長度，m為模式串長度。KMP算法教學實例BM算法教學實例算法原理：Boyer-Moore算法是一種高效的字符串匹配算法，通過預處理模式串來提高匹配速度。算法步驟1.構建壞字符規則和好后綴規則的輔助表。3.如果模式串全部匹配成功，則返回模式串在主串中的起始位置。時間復雜度：O(n/m)，其中n為主串長度，m為模式串長度。2.從左到右依次比較主串和模式串的字符，當出現不匹配時，根據輔助表進行跳轉。多種模式匹配算法比較與選擇KMP算法和BM算法是最常用的字符串匹配算法，它們各有優缺點。02KMP算法在模式串中存在重復子串時具有較高的效率，而BM算法在模式串較長且主串中存在大量不相關字符時性能更佳。03根據實際情況選擇合適的算法可以提高字符串匹配的效率。01PART05總結與展望串類型是計算機科學中基本的數據結構之一，它表示一串字符序列。定義、表示和實現串類型對于計算機科學領域的發展具有重要意義，它為字符串處理提供了基礎支持。串類型的定義、表示和實現有助于提高字符串處理算法的效率和精度，為各種應用領域提供更加高效和可靠的工具。串類型的定義、表示和實現還有助于促進計算機科學領域的教學和人才培養，為計算機科學的發展提供更多優秀的人才。串類型定義、表示和實現的意義串的模式匹配算法廣泛應用于文本處理、搜索引擎、數據挖掘等領域。通過串的模式匹配算法，可以快速地查找和匹配字符串中的特定模式，提高處理效率。在搜索引擎中，串的模式匹配算法可以用于網頁內容的匹配和排序，提高搜索結果的準確性和相關性。在數據挖掘中，串的模式匹配算法可以用于挖掘大量數據中的模式和規律，為決策提供支持。在文本處理中，串的模式匹配算法可以用于查找文本中的關鍵詞、短語或特定格式的字符串，實現文本分類、信息提取等任務。串的模式匹配算法的應用場景隨著計算機科學的發展，串類型定義、表示和實現以及串的模式匹配算法的研究將不斷深入。未來研究方向包括優化現有算法、研究新的字符串匹配算法以及探討串類型