串是一種資料物件和運算都特殊的線性表嗎

是的，字串是一種資料物件和運算都特殊的線性表結構。資料結構中提到的字串，即字串；字串中的字元之間具有「一對一」的邏輯關係，所以嚴格意義上講，串存儲結構是一種線性儲存結構。

本教學操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

資料結構中提到的字串，即字串，由 n 個字元組成的一個整體（ n >= 0 ）。這 n 個字元可以由字母、數字或其他字元組成。

資料結構中，字串要單獨用一種儲存結構來存儲，稱為串存結構。

嚴格意義上講，字串儲存結構也是一種線性儲存結構，因為字串中的字元之間也具有"一對一"的邏輯關係。只不過，與先前所學的線性儲存結構不同，而串結構只用於儲存字元類型的資料。

特殊的字串

• #空白字串：含有零個字元的字串。例如：S = “”（雙引號中沒有任何東西），一般直接用 Ø 表示。

• 空格字串：只包含空格的字串。注意和空串區分開，空格串中是有內容的，只不過包含的是空格，且空格串中可以包含多個空格。例如，a = ” 」（包含3個空格）。

• 子字串與主字串：字串中任一連續字元組成的字串叫做該字串的子字串，包含子字串的字串稱為主字串。

例如：a = ”BEI”，b = ”BEIJING”，c = ”BJINGEI” 。對於字串a 和b 來說，由於b 中含有連續的字串a ，

所以可以稱a 是b 的子字串，b 是a 的主字串；而對於c 和a ，雖然c中也含有a 的全部字符，但不是連續的“BEI” ，所以串c 和a 沒有任何關係。

子字串在主字串中的位置：對於字串a = ”BEI” 來說，首字元'B' 在字串b 的位置為1 ，所以子字串a 在主字串b = “BEIJING” 中的位置是1。

子字串在主字串中的位置和字元在陣列中的存放位置不同，子字串在主字串的位置從 1 開始數。

兩個字串相等的標準：如果兩個字串的字串值完全相同，那麼這兩個字串相等。

字串的三種儲存架構

#儲存字串的結構有三種：

#1 定長順序儲存；

2 堆分配儲存；

3 區塊鏈儲存。

定長順序儲存

採用固定長度的陣列（即靜態陣列）儲存字串。

例如：char a[7] = "abcdfg";

此方式儲存字串時，需要預估字串的長度提前申請足夠的儲存空間。目標串若超過了陣列申請的長度，超出部分會被自動捨棄（稱為「截斷」）。

例如：char a[3] = "abcdfg";//實際上數組中只儲存了 “abc” ，後邊的被截斷。堆分配儲存

採用動態數組儲存字串

在C語言中，存在著一個被稱為「堆」的自由儲存區，用malloc 函數和free 函數管理，malloc 函數負責申請空間，free 函數負責釋放空間。

例如：

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

使用堆疊分配儲存的優點在於：當發現申請的空間不夠用時，可以透過 realloc() 函數重新申請更大的儲存空間。

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

使用 malloc 函數申請的儲存空間，不會自動釋放，需要程式設計師呼叫 free() 函數手動釋放。如果不手動釋放，當程式執行徹底結束，由作業系統進行回收。

例如：free(a);//释放动态数组a申请的空间

舉一個完整的例子，連接字串「abc」 和「defg」 變成「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;
}

註：在程式中，我們給a1 和a2 賦值的時候，使用了strcpy 複製函數。這裡不能直接用：a1 = ”abc」這種方式，

如果你這樣做，程式編譯會出錯，告訴你，沒有 malloc 的空間不能 free 。

原因是： strcpy 函數是將字串複製到申請的儲存空間中，而直接賦值是字串儲存在別的記憶體空間（本身就是一個常數，放在常數區）中，

更改了指針a1 和a2 的指向，也就是說，之前動態申請的儲存空間雖然申請了，結果還沒用呢就丟了。

塊鏈存儲

塊鏈存儲，其實就是藉用鍊錶的存儲結構來存儲串。一般情況下使用單鍊錶就夠了，而且不需要增設頭結點。

在建立鍊錶時，每個結點可以存放一個字符，也可以存放多個字符。

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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