Ist ein String eine lineare Liste mit speziellen Datenobjekten und Operationen?

Ja, String ist eine lineare Listenstruktur mit speziellen Datenobjekten und Operationen. Die in der Datenstruktur erwähnte Zeichenfolge ist eine Zeichenfolge. Die Zeichen in der Zeichenfolge stehen in einer logischen Eins-zu-Eins-Beziehung, sodass die Zeichenfolgenspeicherstruktur streng genommen eine lineare Speicherstruktur ist.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die in der Datenstruktur erwähnte Zeichenfolge, also eine Zeichenfolge, besteht aus n Zeichen (n > = 0). Diese n Zeichen können aus Buchstaben, Zahlen oder anderen Zeichen bestehen.

In der Datenstruktur müssen Zeichenfolgen in einer separaten Speicherstruktur gespeichert werden, die als Zeichenfolgenspeicherstruktur bezeichnet wird.

Genau genommen handelt es sich bei der Zeichenfolgenspeicherstruktur auch um eine lineare Speicherstruktur, da die Zeichen in der Zeichenfolge ebenfalls eine logische Eins-zu-Eins-Beziehung haben. Im Gegensatz zur linearen Speicherstruktur, die wir zuvor kennengelernt haben, wird die Zeichenfolgenstruktur jedoch nur zum Speichern von Zeichentypdaten verwendet.

Spezielle Zeichenfolgen

• Leere Zeichenfolge: Eine Zeichenfolge, die null Zeichen enthält. Zum Beispiel: S = „“ (nichts in doppelten Anführungszeichen), normalerweise direkt ausgedrückt als Ø.

• Leerzeichenfolge: Eine Zeichenfolge, die nur Leerzeichen enthält. Beachten Sie, dass es sich von der Leerzeichenfolge unterscheidet. Die Leerzeichenzeichenfolge enthält zwar Inhalt, enthält jedoch Leerzeichen, und die Leerzeichenzeichenfolge kann mehrere Leerzeichen enthalten. Beispiel: a = „ “ (enthält 3 Leerzeichen).

• Teilzeichenfolge und Hauptzeichenfolge: Eine Zeichenfolge, die aus beliebigen aufeinanderfolgenden Zeichen in der Zeichenfolge besteht, wird als Teilzeichenfolge der Zeichenfolge bezeichnet, und die Zeichenfolge, die die Teilzeichenfolge enthält, wird als Hauptzeichenfolge bezeichnet.

Zum Beispiel: a = „BEI“, b = „PEIJING“, c = „BJINGEI“. Für die Zeichenfolgen a und b kann gesagt werden, dass a eine Teilzeichenfolge von b und b die Hauptzeichenfolge von a ist, da b die fortlaufende Zeichenfolge a enthält Zeichen, aber nicht aufeinanderfolgende „BEI“, daher haben die Zeichenfolgen c und a keine Beziehung.

Die Position der Teilzeichenfolge in der Hauptzeichenfolge: Für Zeichenfolge a = „BEI“ ist die Position des ersten Zeichens „B“ in Zeichenfolge b 1, sodass die Position von Teilzeichenfolge a in Hauptzeichenfolge b = „PEIJING“ lautet 1.

Die Position der Teilzeichenfolge in der Hauptzeichenfolge unterscheidet sich von der Speicherposition der Zeichen im Array. Die Position der Teilzeichenfolge in der Hauptzeichenfolge beginnt bei 1.

Kriterien für die Gleichheit zweier Strings: Wenn die Stringwerte zweier Strings genau gleich sind, dann sind die beiden Strings gleich.

Drei Speicherstrukturen für Strings Es gibt drei Speicherstrukturen für Strings: 1 sequenzieller Speicher mit fester Länge;

2 Heap-Zuordnungsspeicher;

3 Blockkettenspeicher.

Sequentielle Speicherung fester Länge

Verwenden Sie Arrays fester Länge (d. h. statische Arrays), um Zeichenfolgen zu speichern.

Zum Beispiel: char a[7] = "abcdfg";

Wenn Sie Zeichenfolgen auf diese Weise speichern, müssen Sie die Länge der Zeichenfolge schätzen und im Voraus ausreichend Speicherplatz beantragen. Wenn die Zielzeichenfolge die vom Array angeforderte Länge überschreitet, wird der überschüssige Teil automatisch verworfen (sogenannte „Trunkierung“).

Zum Beispiel: char a[3] = "abcdfg";// Tatsächlich wird nur „abc“ im Array gespeichert und die folgenden werden abgeschnitten. Heap-zugewiesener Speicher

verwendet dynamische Arrays zum Speichern von Zeichenfolgen

In der C-Sprache gibt es einen freien Speicherbereich namens „Heap“, der von der malloc-Funktion verwaltet wird und für dessen Beantragung die freie Funktion verantwortlich ist Speicherplatz und die Freifunktion Verantwortlich für die Freigabe von Speicherplatz.

Zum Beispiel:

char * a = (char*)malloc(5*sizeof(char));//创建 a 数组，动态申请5个 char 类型数据的存储空间

Der Vorteil der Verwendung von Heap-Zuweisungsspeicher besteht darin, dass Sie, wenn Sie feststellen, dass der zugewiesene Speicherplatz nicht ausreicht, über die Funktion realloc() erneut größeren Speicherplatz beantragen können.

例如：a = (char*)realloc(a, 10*sizeof(char));//前一个参数指申请空间的对象；第二个参数，重新申请空间的大小

Der für die Verwendung der malloc-Funktion beantragte Speicherplatz wird nicht automatisch freigegeben, und der Programmierer muss die Funktion free() aufrufen, um ihn manuell freizugeben. Wenn es nicht manuell freigegeben wird, wird es vom Betriebssystem wiederverwendet, wenn die Programmausführung vollständig abgeschlossen ist.

例如：free(a);//释放动态数组a申请的空间

Um ein vollständiges Beispiel zu geben: Die Verbindungszeichenfolgen „abc“ und „defg“ werden zu „abcdefg“;

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char * a1=NULL;
    char * a2=NULL;
    
    a1=(char*)malloc(3*sizeof(char));
    strcpy(a1, "abc");//将字符串“abc”复制给a1
    
    a2=(char*)malloc(3*sizeof(char));
    strcpy(a2, "defg");
    
    int lengthA1=strlen(a1);
    int lengthA2=strlen(a2);
    if (lengthA1<lengthA1+lengthA2) {
        a1=(char*)realloc(a1, (lengthA1+lengthA2)*sizeof(char));
    }
    int i;
    for (i=lengthA1; i<lengthA1+lengthA2; i++) {
        a1[i]=a2[i-lengthA1];
    }
    printf("%s",a1);
    
    free(a1);
    free(a2);
    return 0;
}

Hinweis: Wenn wir im Programm a1 und a2 Werte zuweisen, verwenden wir die strcpy-Kopierfunktion. Sie können es hier nicht direkt verwenden: a1 = „abc“.

Wenn Sie dies tun, wird das Programm mit einer Fehlermeldung kompiliert, die Ihnen mitteilt, dass Speicherplatz ohne malloc nicht freigegeben werden kann.

Der Grund ist: Die Funktion strcpy kopiert den String in den angeforderten Speicherplatz, während die direkte Zuweisung bedeutet, dass der String in einem anderen Speicherplatz gespeichert wird (selbst eine Konstante, im Konstantenbereich platziert),

ändert den Zeiger a1 und den Punkt a2, d. h. der vor der Beantragung dynamisch beantragte Speicherplatz ging vor der Nutzung zwar verloren.

Blockchain-Speicher

Blockchain-Speicher leiht sich tatsächlich die Speicherstruktur einer verknüpften Liste, um Zeichenfolgen zu speichern. Unter normalen Umständen reicht es aus, eine einzelne verknüpfte Liste zu verwenden, und es ist nicht erforderlich, einen Kopfknoten hinzuzufügen.

Beim Erstellen einer verknüpften Liste kann jeder Knoten ein Zeichen oder mehrere Zeichen speichern.

链表中最后一个结点的数据域不一定全被串值占满，通常会补上 “#” 或者其他特殊的字符和字符串中的字符区分开。

每个结点设置字符数量的多少和存储的串的长度、可以占用的存储空间以及程序实现的功能相关。

如果串包含数据量很大，但是可用的存储空间有限，那么就需要提高空间利用率，相应地减少结点数量（因为多一个节点，就多申请一个指针域的空间）。

而如果程序中需要大量地插入或者删除数据，如果每个节点包含的字符过多，操作字符就会变得很麻烦，为实现功能增加了障碍。

总结

在平时编写程序，经常会用到例如：char *a = ”abcd”;这种方式表示字符串，和上面三种存储方式最主要的区别是：这种方式用于表示常量字符串，只能使用，不能对字符串内容做修改（否则程序运行出错）；而以上三种方式都可以对字符串进行删改的操作。

例如：

#include <stdio.h>
int main() {
    char* a="abcd";
    a[1]=&#39;b&#39;;
    return 0;
}

程序编译可以通过，运行失败，改成下面堆分配存储的方式就对了：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * a=(char*)malloc(4*sizeof(char));
    strcpy(a, "abcd");
    a[1]=&#39;e&#39;;
    printf("%s",a);
    return 0;
}

三种存储表示方式中，最常用的是堆分配存储，因为它在定长存储的基础上通过使用动态数组，避免了在操作串时可能因为申请存储空间的不足而丢失字符数据；和块链存储方式相比，结构相对简单，更容易操作。

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