字符串的详解-程序员宅基地

技术标签： 算法  数据结构  

一、字符串的定义

1.1字符串的定义

串是由零个或多个字符组成的有限序列，在计算机科学中是一种重要的数据类型。字符可以是字母、数字、符号等，对应于计算机中的编码。串可以用来表示文本、图像、音频等数据

1.2字符串的特点

串是由一系列字符组成的数据结构，具有以下特点：

  • 顺序性：串中的每个字符都有一个确定的位置，按照一定的次序排列。
  • 可变性：串的长度可以根据需要进行改变，可以动态地添加或删除字符。
  • 不可变性：一旦串被创建，其中的字符就不能被修改。
  • 常用操作：串的常用操作包括查找、插入、删除、替换、比较、拼接等。

二、字符串的定义实现与使用

2.1字符串的接口定义

typedef struct
{
	char* data;
	int max;
	int len;
}sstring;

/*初始化串*/
int init(sstring *S, int max);

/*字符拷贝*/
int sstrcpy(sstring *S, char* from);

/*模式匹配*/
int sstrmatch(sstring *S, sstring *sub);

//串比较
int sstrcmp(const sstring* s1, const sstring* s2);

//串长
int sstrlen(sstring* str);

//串的联接 
void sstrcat(sstring* s1, sstring* s2);

2.2字符串的实现

2.2.1字符串初始化
int init(sstring *S, int max)
{
	S->data = (char*)malloc(sizeof(char)*max);

	if(!S->data)
	{
		printf("申请内存失败！1000");
		return 1000;
	}
	S->max = max;
	S->len = 0;
}
2.2.2字符串拷贝
int sstrcpy(sstring *S, char* from)
{
	int i;
	int len = strlen(from);

	if(len>S->max)
	{
		printf("超出了字符串S的长度！1001\n");
		return 1001;
	}
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		S->data[i] = from[i];
	}
	S->data[i] = '\0';
	S->len = len;
	return 0;
}
2.2.3字符串模式匹配
int sstrmatch(sstring *S, sstring *sub)
{
	int i, j, k;
	int m = S->len;
	int n = sub->len;

	if(S->len==0||sub->len==0){
		printf("字符串为空");
		return;
	} 

	for(i=0;i<=m-n;i++)
	{
		j=0;
		k=i;
		while(j<n && S->data[k] == sub->data[j])
		{
			j++;
			k++;
		}
		if(j==n)
		{
			return i+1;
		}
	}
	return -1;
}
2.2.4字符串比较
int sstrcmp(const sstring* s1, const sstring* s2)
{
    int i;
    int result;

    // 比较两个字符串的长度
    if (s1->len < s2->len) {
        return -1;
    } else if (s1->len > s2->len) {
        return 1;
    }

    // 长度相等，比较每个字符
    for (i = 0; i < s1->len; i++) {
        if (s1->data[i] < s2->data[i]) {
            return -1;
        } else if (s1->data[i] > s2->data[i]) {
            return 1;
        }
    }

    // 字符串相等
    return 0;
}
2.2.5字符串长度
int sstrlen(sstring* str) {
    return str->len;
}
2.2.5字符串拼接
void sstrcat(sstring* s1, sstring* s2) {
    if (s1->len + s2->len > s1->max) {
        s1->data = (char*)realloc(s1->data, (s1->len + s2->len + 1) * sizeof(char));
        s1->max = s1->len + s2->len + 1;
    }
    strcat(s1->data + s1->len, s2->data);
    s1->len += s2->len;
}

2.3字符串的使用

#include <stdio.h>
#include "sstring.h"
#include <stdlib.h>
#include "welcome.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
	
	sstring S;
	sstring sub;
	int index;
	char str1[100];
	char str2[100];
	int cmd,i,m,n;

	int result;
	for(i=0;i<strlen(welcome);i++)
		{
			printf("%c",welcome[i]);
			for(m=0;m<1000;m++)
				for(n=0;n<1000;n++)
				{
					;
				}
		}

	printf("\n\n\n");

	do
	{	
		printf("-----------字符串演示-----------\n");
		printf(" 1. 初始化\n");
		printf(" 2. 输入串\n");
		printf(" 3. 从字符常量拷贝\n");
		printf(" 4. 模式匹配？\n");
		printf(" 5. 串比较\n");
		printf(" 6. 串长\n");
		printf(" 7. 输出串\n");
		printf(" 8. 串的拼接\n");
		printf(" 9. 帮助\n");
		printf(" 0. 退出\n");
		printf(" 请选择（0~9）：");
		scanf("%d",&cmd);
		switch(cmd){
		case 1:
			init(&S, 1000);
			init(&sub, 100);
			printf("初始化成功！\n");
			break;
		case 2:
			printf("请输入主串：");
			scanf("%s", str1);
			printf("请输入子串：");
			scanf("%s", str2);
			break;
		case 3:
			sstrcpy(&S, &str1);
			sstrcpy(&sub, &str2);
			printf("从字符复制完成！\n");
			break;
		case 4:
			index = sstrmatch(&S,&sub);
			if(index>=0)
			{
				printf("匹配成功，子串在主串的%d位置\n", index); 
			}
			else
			{
				printf("子串不在主串种！\n");
			}
			break;
		case 5:
			if(sstrcmp(&S,&sub) == 1){
				printf("主串的长度大于子串的长度\n");
			}else if(sstrcmp(&S,&sub) == -1){
				printf("主串的长度小于子串的长度\n");
			}
			else if(sstrcmp(&S,&sub) == 0){
				printf("两个字符串相等\n");
			}
			break;
		case 6:
			printf("主串：%s的长度为%d\n",str1,sstrlen(&S));
			printf("子串：%s的长度为%d\n",str2,sstrlen(&sub));
			break;
		case 7:
		    printf("主串打印：%s",S.data);
		    printf("子串打印：%s\n",sub.data);
		    break;
		case 8:
		    sstrcat(&S, &sub);
		    printf("主串和子串的拼接：%s\n",S.data);	
		    break;
		case 9:
		    printf("本程序为字符串的演示程序，由黄彬森设计开发！\n");
		    break;
		}
		
	}while(cmd!=0);
}

三、完整代码

3.1 main.c文件代码

#include <stdio.h>
#include "sstring.h"
#include <stdlib.h>
#include "welcome.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
	
	sstring S;
	sstring sub;
	int index;
	char str1[100];
	char str2[100];
	int cmd,i,m,n;

	int result;
	for(i=0;i<strlen(welcome);i++)
		{
			printf("%c",welcome[i]);
			for(m=0;m<1000;m++)
				for(n=0;n<1000;n++)
				{
					;
				}
		}

	printf("\n\n\n");

	do
	{	
		printf("-----------字符串演示-----------\n");
		printf(" 1. 初始化\n");
		printf(" 2. 输入串\n");
		printf(" 3. 从字符常量拷贝\n");
		printf(" 4. 模式匹配？\n");
		printf(" 5. 串比较\n");
		printf(" 6. 串长\n");
		printf(" 7. 输出串\n");
		printf(" 8. 串的拼接\n");
		printf(" 9. 帮助\n");
		printf(" 0. 退出\n");
		printf(" 请选择（0~9）：");
		scanf("%d",&cmd);
		switch(cmd){
		case 1:
			init(&S, 1000);
			init(&sub, 100);
			printf("初始化成功！\n");
			break;
		case 2:
			printf("请输入主串：");
			scanf("%s", str1);
			printf("请输入子串：");
			scanf("%s", str2);
			break;
		case 3:
			sstrcpy(&S, &str1);
			sstrcpy(&sub, &str2);
			printf("从字符复制完成！\n");
			break;
		case 4:
			index = sstrmatch(&S,&sub);
			if(index>=0)
			{
				printf("匹配成功，子串在主串的%d位置\n", index); 
			}
			else
			{
				printf("子串不在主串种！\n");
			}
			break;
		case 5:
			if(sstrcmp(&S,&sub) == 1){
				printf("主串的长度大于子串的长度\n");
			}else if(sstrcmp(&S,&sub) == -1){
				printf("主串的长度小于子串的长度\n");
			}
			else if(sstrcmp(&S,&sub) == 0){
				printf("两个字符串相等\n");
			}
			break;
		case 6:
			printf("主串：%s的长度为%d\n",str1,sstrlen(&S));
			printf("子串：%s的长度为%d\n",str2,sstrlen(&sub));
			break;
		case 7:
		    printf("主串打印：%s",S.data);
		    printf("子串打印：%s\n",sub.data);
		    break;
		case 8:
		    sstrcat(&S, &sub);
		    printf("主串和子串的拼接：%s\n",S.data);	
		    break;
		case 9:
		    printf("本程序为字符串的演示程序，由黄彬森设计开发！\n");
		    break;
		}
		
	}while(cmd!=0);
}

3.2  sstring.c文件代码

#include "sstring.h"


/*初始化串*/
int init(sstring *S, int max)
{
	S->data = (char*)malloc(sizeof(char)*max);

	if(!S->data)
	{
		printf("申请内存失败！1000");
		return 1000;
	}
	S->max = max;
	S->len = 0;
}


/*字符拷贝*/
int sstrcpy(sstring *S, char* from)
{
	int i;
	int len = strlen(from);

	if(len>S->max)
	{
		printf("超出了字符串S的长度！1001\n");
		return 1001;
	}
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		S->data[i] = from[i];
	}
	S->data[i] = '\0';
	S->len = len;
	return 0;
}


/*模式匹配*/
int sstrmatch(sstring *S, sstring *sub)
{
	int i, j, k;
	int m = S->len;
	int n = sub->len;

	if(S->len==0||sub->len==0){
		printf("字符串为空");
		return;
	} 

	for(i=0;i<=m-n;i++)
	{
		j=0;
		k=i;
		while(j<n && S->data[k] == sub->data[j])
		{
			j++;
			k++;
		}
		if(j==n)
		{
			return i+1;
		}
	}
	return -1;
}


//串比较
int strcmp(const sstring* s1, const sstring* s2)
{
    int i;
    int result;

    // 比较两个字符串的长度
    if (s1->len < s2->len) {
        return -1;
    } else if (s1->len > s2->len) {
        return 1;
    }

    // 长度相等，比较每个字符
    for (i = 0; i < s1->len; i++) {
        if (s1->data[i] < s2->data[i]) {
            return -1;
        } else if (s1->data[i] > s2->data[i]) {
            return 1;
        }
    }

    // 字符串相等
    return 0;
}

//串长
int sstrlen(sstring* str) {
    return str->len;
}

//串的拼接
void sstrcat(sstring* s1, sstring* s2) {
    if (s1->len + s2->len > s1->max) {
        s1->data = (char*)realloc(s1->data, (s1->len + s2->len + 1) * sizeof(char));
        s1->max = s1->len + s2->len + 1;
    }
    strcat(s1->data + s1->len, s2->data);
    s1->len += s2->len;
}

3.2  sstring.h文件代码

typedef struct
{
	char* data;
	int max;
	int len;
}sstring;

/*初始化串*/
int init(sstring *S, int max);

/*字符拷贝*/
int sstrcpy(sstring *S, char* from);

/*模式匹配*/
int sstrmatch(sstring *S, sstring *sub);

//串比较
int sstrcmp(const sstring* s1, const sstring* s2);

//串长
int sstrlen(sstring* str);

//串的联接 
void sstrcat(sstring* s1, sstring* s2);

3.4  welcome.h文件代码

char welcome[] = "\n\
|     .-.\n\ 
|    /   、         .-.\n\
|   /     、       /   、       .-.     .-.\n\
+--/-------、-----/-----、-----/---、---/---、---/-、-/-、/、/---\n\
| /         、   /       、   /     '-'     '-'              \n\
|/           '-'         '-'                               \n\
";

四、代码运行结果


|     .-.
|    /   、         .-.
|   /     、       /   、       .-.     .-.
+--/-------、-----/-----、-----/---、---/---、---/-、-/-、/、/---
| /         、   /       、   /     '-'     '-'
|/           '-'         '-'



-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：1
初始化成功！
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：2
请输入主串：aaaa
请输入子串：bbb
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：3
从字符复制完成！
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：5
主串的长度大于子串的长度
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：6
主串：aaaa的长度为4
子串：bbb的长度为3
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：8
主串和子串的拼接：aaaabbb
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：7
主串打印：aaaabbb子串打印：bbb
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：4
匹配成功，子串在主串的5位置
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：9
本程序为字符串的演示程序，由黄彬森设计开发！
-----------字符串演示-----------
 1. 初始化
 2. 输入串
 3. 从字符常量拷贝
 4. 模式匹配？
 5. 串比较
 6. 串长
 7. 输出串
 8. 串的拼接
 9. 帮助
 0. 退出
 请选择（0~9）：0

--------------------------------
Process exited after 59.68 seconds with return value 0
请按任意键继续. . .

五、小结

字符串是由0个或者多个字符组成的有限序列，一般用来表示文本，图像等的数据。

字符串基本操作如：

        串的长度：串中字符的个数，常用len(s)表示。

        串的比较：可以按字典序比较两个串的大小，常用==、!=、<、>、<=、>=等运算符进行比较。

        串的子串：串中任意连续的一段字符，可以通过s[i:j]表示，其中i是子串的起始位置，j是子串的终止位置+1。

        串的连接：将两个串连接在一起形成一个新的串，常用s1+s2表示。

        串的复制：将一个串复制n次形成一个新的串，常用s*n表示。

        串的查找：在一个串中查找某个子串的位置。

六、参考文献

【1】CSDN

【2】数据结构(C语言)
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.csdn.net/qq_54938554/article/details/134153105

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