串类型的定义串的表示和实现串的模式匹配算法教学课件

REPORTING2023WORK SUMMARY串类型的定义、串的表示和实现、串的模式匹配算法教学课件•串类型的定义目录•串的表示和实现•串的模式匹配算法CATALOGUE•串的模式匹配算法教学实例•总结与展望PART01串类型的定义串的基本概念串是由零个或多个字串的长度是指串中字符组成的有限序列符的个数串中字符的顺序是固定的，且具有方向性串的表示方法字符串常量使用双引号将字符序列括起来表示串，例如hello字符数组使用字符数组存储串的每个字符，例如char str[]=hello动态分配内存使用动态内存分配函数（如malloc）为串分配内存，并逐个字符初始化串的常用操作子串查找比较在给定串中查找指比较两个串是否相定子串的位置等连接替换截取将给定串中的指定将两个串拼接成一从给定串中截取指子串替换为另一子个新的串定长度的子串串PART02串的表示和实现串的顺序存储结构顺序存储结构使用一维数组来存储字符串，每个元素存储一个1字符优点访问速度快，可以直接通过下标访问任意字符2缺点字符串长度固定，需要预先分配足够的空间，可3能导致空间浪费串的链式存储结构链式存储结构使用节点来存储字符串，每个节点包含字符和指向下一个节点的指针优点字符串长度可变，不需要预先分配空间缺点访问速度较慢，需要遍历链表来访问特定字符串的动态存储结构动态存储结构结合顺序存储和链式存储的特点，使用动态数组来存储字符串，同时保留指针结构以实现字符串的动态增长优点既具有顺序存储的高效访问速度，又具有链式存储的动态可变长度缺点实现相对复杂，需要维护指针结构和动态数组的大小PART03串的模式匹配算法朴素模式匹配算法时间复杂度Omn，其中m和n分别是源字符串和目标字符串的长度适用场景适用于目标字符串较短，且源字符串长度相对较小的情况KMP算法时间复杂度Omn，其中m和n分别是源字符串和目标字符串的长度，但在最坏情况下，时间复杂度可能达到On^2适用场景适用于目标字符串较长，且源字符串长度相对较小的情况BM算法时间复杂度Omn，其中m和n分别是源字符串和目标字符串的长度，但在最坏情况下，时间复杂度可能达到On^2适用场景适用于目标字符串较长，且源字符串长度相对较小的情况BM算法在处理某些特定模式串时具有更高的效率PART04串的模式匹配算法教学实例KMP算法教学实例算法原理KMP算法（Knuth-Morris-Pratt算法）是算法步骤一种改进的字符串匹配算法，通过构建部分匹配表（也称为失败函数或部分匹配表）来优化匹配过程

1.构建部分匹配表

2.从左到右依次比较主串和模式串的字符，当出现不匹配时，根据部分匹配表进行跳转

3.如果模式串全部匹配成功，则返回模式串在主串中的时间复杂度On+m，其中n为主串长度，m为模式起始位置串长度BM算法教学实例算法原理Boyer-Moore算法是一种

2.从左到右依次比较主串和模式串的高效的字符串匹配算法，通过预处理字符，当出现不匹配时，根据辅助表模式串来提高匹配速度进行跳转

3.如果模式串全部匹配成功，则返回算法步骤模式串在主串中的起始位置

1.构建坏字符规则和好后缀规则的辅时间复杂度On/m，其中n为主串助表长度，m为模式串长度多种模式匹配算法比较与选择01KMP算法和BM算法是最常用的字符串匹配算法，它们各有优缺点02KMP算法在模式串中存在重复子串时具有较高的效率，而BM算法在模式串较长且主串中存在大量不相关字符时性能更佳03根据实际情况选择合适的算法可以提高字符串匹配的效率PART05总结与展望串类型定义、表示和实现的意义串类型是计算机科学中基本的数据结构之一，它表示一串字符序列定义、表示和实现串类型对于计算机科学领域的发展具有重要意义，它为字符串处理提供了基础支持串类型的定义、表示和实现有助于提高字符串处理算法的效率和精度，为各种应用领域提供更加高效和可靠的工具串类型的定义、表示和实现还有助于促进计算机科学领域的教学和人才培养，为计算机科学的发展提供更多优秀的人才串的模式匹配算法的应用场景串的模式匹配算法广泛应用于文本处理、搜索引在文本处理中，串的模式匹配算法可以用于查找擎、数据挖掘等领域通过串的模式匹配算法，文本中的关键词、短语或特定格式的字符串，实可以快速地查找和匹配字符串中的特定模式，提现文本分类、信息提取等任务高处理效率在搜索引擎中，串的模式匹配算法可以用于网页在数据挖掘中，串的模式匹配算法可以用于挖掘内容的匹配和排序，提高搜索结果的准确性和相大量数据中的模式和规律，为决策提供支持关性未来研究方向随着计算机科学的发展，串类型定义、表示和实现以及串的模式匹配算法的研究将不断深入未来研究方向包括优化现有算法、研究新的字符串匹配算法以及探讨串类型在人工智能、自然语言处理等领域的应用针对不同应用场景和需求，研究更加高效、精确的字符串匹配算法也是未来的重要研究方向此外，如何将串类型与其他数据结构相结合，以更好地支持复杂应用的处理也是值得关注的方向。