字符串和字符数组

字符串的定义:
字符串是零个或多个组成的有限序列,只包含空格的串成为空格串。串中所包含的字符个数成为串的长度,长度为0的串为空串,记作“”,字符串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串,相应地,包含子串的串称为主串,子串的第一个字符在主串的序号成为子串在主串的位置。

字符串的比较
当下列条件之一成立时,称X>Y。
(1)n<m,且x1<y1,(i=1,2…,n);
(2)存在某个k≤min(m,n),使得xi=yi,(i=1,2,…,k-1),xk<yk。

模式匹配
给定两个字符S=“s1,s2…sn”和T=“t1,t2…tn”,在主串S中寻找子串T的过程称为模式匹配,T成为模式。如何匹配成功,返回T在S中的位置;如果匹配失败,返回0.

  1. 朴素的模式匹配算法
    

朴素的模式匹配算法BF
intBF(char S[],char T[])
{
i=0;j=0;
while ((S[i]!=’\0’)&&T[j]!=’\0’))
{
if(S[i]T[j]){i++;j++}
else {i=i-j+1;j=0;}
}
if(T[j]
’\0’)return (i-j+1);
else return 0;
}
2. KMP算法
BF算法简单但效率较低,一种对BF算法做了很大改进的模式匹配算法是KMP算法,其基本思想是主串不进行回溯。
由T[0]T[k-1]=S[i-k]S[i-1]和T[j-k]T[j-1]=S[i-k]S[i-1]。
可得: T[0]T[k-1]=T[j-k]T[j-1]
用next[j]表示T[j]对应的k值(0≤j<m),其定义如下:
-1 j=0
next[j]= max {k|1≤k<j且 T[0]…T[k-1]=T[j-k]…T[j-1]}
0 其他情况
KMP算法的时间复杂度是O(n+m)。KMP算法和BF算法相比,增加了很大难度,我们主要学习该算法的设计技巧。

多维数组
数组的定义
数组是由类型相同的数据元素构成的有序集合,每个数据元素称为一个数组元素,每个元素受n(n≥1)个线性关系的约束,每个元素在n个线性关系中的序号i1,i2,…,in称为该元素的下标,并称该数组为n维数组。
数组是一个具有固定格式和数量的数据集合,在数组中一般不能执行插入或删除某个数组元素的操作。因此,除了初始化和销毁之外,在数组中通常只有两种操作。即读写操作。

数组的存储结构与存址
由于数组一般不执行插入和删除操作,也就是说,一旦建立了数组,其元素个数和元素之间的关系就不再发生变动,而且,数组是一种特殊的数据结构,一般要求能够随机存取,因此,数据采用顺序存储结构。由于内存单元是一维结构,而多维数组是多维结构,所以,采用顺序存储结构存储数组首先需要将多维结构映射到一维结构。
二维数组的每个元素含有两个下标,需将二维关系映射为一维关系。常用的映射方法有两种:以行序为主序和以列序为主序。
按行优先存储的基本思想是:先行后列,先存储行号较小的元素,行号相同者先存储列号较小的元素。
按列优先存储的基本思想是:先列后行,先存储列号较小的元素,列号相同者先存储行号较小的元素。任一元素存储地址的计算与按行优先存储类似。
按行优先存储的基本思想是:最右边的下标先变化,即最右下表从小到大,循环一遍后,右边第二个下标再变,……最后是最左下标。
按列优先存储的基本思想恰好相反:最左边的下标先变化,即最左下标从小到大,循环一遍后,左边第二个下标再变,……最后是最右下标。

压缩存储的基本思想是: 为多个值相同的元素只分配一个存储空间;对零元素不分配存储空间。
对称矩阵的压缩存储
对称矩阵关于主对角线对称,因此只需存储下三角部分即可。这样,原来需要nn个存储单元,现在只需n(n+1)/2个存储单元,节约了大约一半的存储单元。当n较大时,这是客观的一部分存储单元。
三角矩阵的压缩存储
下三角矩阵的压缩存储与对称矩阵类似,不同之处仅在于存储下三角中的元素以外,还要存储对角线上方的常数。因为是同一个常数,所以只存储一个即可。这样,共存储n*(n+1)/2+1个元素,将其按行优先存入数组SA[n*(n+1)/2+1]中。
下三角矩阵中任一元素a(ij)在SA中的下标k与i、j的对应关系为:
当i>=j时,k=i*(i-1)/2+j-1;
当i<j时,k=n*(n+1)2;
同理,上三角矩阵中任一元素a(ij)在SA中的下标k与i、j对应关系为:
当i<=j时,k=(i-1)(2n-i+2)/2+j-i;
当i>j时,k=n
(n+1)/2
对角矩阵的压缩存储
在对角矩阵中,所有非零元素都集中在以主对角线为中心的带状区域,除了主对角线和他的上下若干条主对角线的元素外,所有其他元素都为零。因此,对角矩阵也称为带状矩阵。
对于一个m*n的w对角矩阵(w是占有非零元素的对角线的个数,也称带宽),一种压缩方法是将其压缩到一个m行w列的二维数组B中,则a(ij)映射为b(ts),其映射关系为:
(1) t=i
(2) s=j-i+2

稀疏矩阵的压缩存储
将稀疏矩阵的非零元素对应的三元组成所构成的集合,按行优先的顺序排列成一个线性表,称为三元组表,则稀疏矩阵的压缩存储转化为三元组表的存储。

  1.   三元组顺序表
    

采用顺序存储结构存储的三元组表称为三元组顺序表。显然,要唯一表示一个稀疏矩阵,还需要在存储三元表的同时存储该矩阵的行数、列数和非零元素的个数,其存储结构定义如下:
const int MaxTerm=100;
struct Sparsematrix
{
elementdata [MaxTerm];
intmu,nu,tu;
};
2. 十字链表
稀疏矩阵的链接存储结构称为十字链表。它具备存储结构的特点,因此,在非零元素的个数及位置都会发生变化的情况下,通常采用十字链表存储稀疏矩阵。
十字链表存储稀疏矩阵的基本思想是:将每个非零元素对应的三元组存储为一个链接表结点,节点由5个域组成。
其中,element为数据域,存储非零元素对应的三元组;
right为指针域,指向同一行中的下一个三元组;
down为指针域,指向同一列中的下一个三元组。

<think>好的,用户想了解字符串字符数组的区别。首先,我需要回忆相关的知识点,结合提供的引用资料来整理答案。 根据引用[1],字符数组的长度是固定的,而字符串必须以null结尾。引用[3]中提到,字符串字符数组的一种特殊情况,即以'\0'结束的字符数组。另外,字符数组不一定是字符串,但字符串一定是字符数组。这点需要明确区分。 接下来要考虑它们的存储方式。字符数组可以包含任意字符,不需要以null结尾,而字符串必须有一个结束符。例如,字符数组可能没有'\0',但字符串必须有。这在内存分配使用函数时会有不同影响,比如strcpy等函数依赖'\0'来判断结束。 还要提到初始化输入输出上的差异。例如,用双引号初始化的字符数组会自动添加'\0',而逐个字符赋值可能不会,除非手动添加。输入输出时,%s对应字符串,需要保证数组有结束符,否则可能出错。 另外,应用场景不同。字符数组更灵活,可以处理任意字符序列;字符串常用于文本处理,依赖于标准库函数操作。引用[4]提到STL中的字符串处理,可能涉及更高级的操作,但用户的问题集中在基础区别,暂时不需要深入STL部分。 需要确认是否要涵盖转换方法,但用户的问题主要是区别,引用[2]中的转换方法可能作为补充,但可能超出当前问题范围,不过可以简要提及。 总结时,要分点明确,比如存储结构、结束符、操作函数、初始化方式等方面,结合引用中的例子,确保回答准确且有依据。</think>### 字符串字符数组的区别 在编程中,字符串字符数组有密切联系,但存在以下关键区别: #### 1. **定义与存储结构** - **字符数组**:是一个存储字符类型数据的数组,其长度固定,元素可以是任意字符(包括`null`字符`\0`)。例如: ```c char arr[5] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}; // 普通字符数组,未以'\0'结尾 ``` - **字符串**:是**以`\0`(ASCII值为0)结尾的字符数组**,本质上是字符数组的一种特殊形式。例如: ```c char str[6] = "hello"; // 自动添加'\0',等价于{'h','e','l','l','o','\0'} ``` #### 2. **结束标志** - **字符数组**不一定包含`\0`,其内容可以是任意字符组合。 - **字符串**必须包含`\0`作为结束符,且`\0`后的字符不属于该字符串[^1][^3]。 #### 3. **操作函数** - 字符数组支持通用的数组操作(如下标访问),但标准字符串函数(如`strcpy`、`strlen`)要求操作对象必须是字符串(即以`\0`结尾): ```c char arr[3] = {'a', 'b', 'c'}; printf("%s", arr); // 错误!arr未以'\0'结尾,可能导致越界输出 ``` #### 4. **初始化方式** - 字符数组可通过逐个字符或字符串字面量初始化: ```c char arr1[] = {'a', 'b', 'c'}; // 长度3,无'\0' char arr2[] = "abc"; // 长度4,包含'\0' ``` - 字符串初始化时,双引号语法会自动添加`\0`,而字符数组若未显式添加`\0`则不是字符串[^3][^4]。 #### 5. **内存与灵活性** - 字符数组长度固定,适合存储任意字符序列。 - 字符串依赖于`\0`,适合处理文本数据,但需注意内存越界问题(如`strcat`可能覆盖后续内存)[^1][^3]。 --- ### 应用示例 **字符数组转换为字符串**:需手动添加`\0`: ```c char arr[4] = {'a', 'b', 'c', '\0'}; // 转为字符串 ``` **字符串转换为字符数组**:直接操作元素即可,但需保留`\0`以维持字符串性质[^2]。 ---
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