串的定义

串（string）是由零个或多个字符组成的有限序列，又名叫字符串。

空格串，是只包含空格的串。注意它与空串的区别，空格串是有内容有长度的，而且可以不止一个空格。

子串与主串，串中任意个数的连续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。

子串在主串中的位置就是子串的第一个字符在主串中的序号。

“over”、“end”、“lie”其实可以认为是“lover”、“friend”、“believe”这些单词字符串的子串。

串的比较

两个数字，很容易比较大小。2比1大，这完全正确，可是两个字符串如何比较？比如“silly”、“stupid”这样的同样表达“愚蠢的”的单词字符串，它们在计算机中的大小其实取决于它们挨个字母的前后顺序。它们的第一个字母都是“s”，我们认为不存在大小差异，而第二个字母，由于“i”字母比“t”字母要靠前，所以“i”<“t”，于是我们说“silly”<“stupid”。

事实上，串的比较是通过组成串的字符之间的编码来进行的，而字符的编码指的是字符在对应字符集中的序号。

Unicode是ASCII码的超集，Unicode的前256个字符与ASCII码完全相同。

如果我们要在C语言中比较两个串是否相等，必须是它们串的长度以及它们各个对应位置的字符都相等时，才算是相等。即给定两个串：s="a1a2......an"，t="b1b2......bm"，当且仅当n=m，且a1=b1，a2=b2，……，an=bm时，我们认为s=t。

判断串的大小

那么对于两个串不相等时，如何判定它们的大小呢。我们这样定义：

给定两个串：s="a1a2......an"，t="b1b2......bm"，当满足以下条件之一时，s<t。

1. n<m，且ai=bi（i=1，2，……，n）。例如当s=“hap”，t=“happy”，就有s<t。因为t比s多出了两个字母。
2. 存在某个k≤min（m，n），使得ai=bi（i=1，2，……，k-1），ak<bk。例如当s="happen"，t="happy"，因为两串的前4个字母均相同，而两串第5个字母（k值），字母e的ASCII码是101，而字母y的ASCII码是121，显然e<y，所以s<t。

串的抽象数据类型

串的逻辑结构和线性表很相似，不同之处在于串针对的是字符集，也就是串中的元素都是字符，哪怕串中的字符是“123”这样的数字组成，或者“2010-10-10”这样的日期组成，它们都只能理解为长度为3和长度为10的字符串，每个元素都是字符而已。

因此，对于串的基本操作与线性表是有很大差别的。线性表更关注的是单个元素的操作，比如查找一个元素，插入或删除一个元素，但串中更多的是查找子串位置、得到指定位置子串、替换子串等操作。

ADT 串(string)
Data
    串中元素仅由一个字符组成，相邻元素具有前驱和后继关系。
Operation
    StrAssign(T, *chars):        生成一个其值等于字符串常量chars的串T。
    StrCopy(T, S):               串S存在，由串S复制得串T。
    ClearString(S):              串S存在，将串清空。
    StringEmpty(S):              若串S为空，返回true，否则返回false。
    StrLength(S):                返回串S的元素个数，即串的长度。
    StrCompare(S, T):            若S>T，返回值>0，若S=T，返回0，若S<T，返回值<0。
    Concat(T, S1, S2):           用T返回由S1和S2联接而成的新串。
    SubString(Sub, S, pos, len): 串S存在，1≤pos≤StrLength(S)，
                                 且0≤len≤StrLength(S)-pos+1，用Sub返
                                 回串S的第pos个字符起长度为len的子串。
    Index(S, T, pos):            串S和T存在，T是非空串，1≤pos≤StrLength(S)。
                                 若主串S中存在和串T值相同的子串，则返回它在主串S中
                                 第pos个字符之后第一次出现的位置，否则返回0。
    Replace(S, T, V):            串S、T和V存在，T是非空串。用V替换主串S中出现的所有
                                 与T相等的不重叠的子串。
    StrInsert(S, pos, T):        串S和T存在，1≤pos≤StrLength(S)+1。
                                 在串S的第pos个字符之前插入串T。
        StrDelete(S, pos, len):      串S存在，1≤pos≤StrLength(S)-len+1。
                                 从串S中删除第pos个字符起长度为len的子串。
endADT

串的存储结构

串的存储结构与线性表相同，分为两种。

串的顺序存储结构

串的顺序存储结构是用一组地址连续的存储单元来存储串中的字符序列的。按照预定义的大小，为每个定义的串变量分配一个固定长度的存储区。一般是用定长数组来定义。

既然是定长数组，就存在一个预定义的最大串长度，一般可以将实际的串长度值保存在数组的0下标位置，有的书中也会定义存储在数组的最后一个下标位置。但也有些编程语言不想这么干，觉得存个数字占个空间麻烦。它规定在串值后面加一个不计入串长度的结束标记字符，比如“\0”来表示串值的终结，这个时候，你要想知道此时的串长度，就需要遍历计算一下才知道了，其实这还是需要占用一个空间。

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刚才说的串的顺序存储方式其实是有问题的，因为字符串的操作，比如两串的连接Concat、新串的插入StrInsert，以及字符串的替换Replace，都有可能使得串序列的长度超过了数组的长度Max-Size。

无论是上溢提示报错，还是对多出来的字符串截尾，都不是什么好办法。但字符串操作中，这种情况比比皆是。

于是对于串的顺序存储，有一些变化，串值的存储空间可在程序执行过程中动态分配而得。比如在计算机中存在一个自由存储区，叫做“堆”。这个堆可由C语言的动态分配函数malloc()和free()来管理。

串的链式存储结构

对于串的链式存储结构，与线性表是相似的，但由于串结构的特殊性，结构中的每个元素数据是一个字符，如果也简单的应用链表存储串值，一个结点对应一个字符，就会存在很大的空间浪费。因此，一个结点可以存放一个字符，也可以考虑存放多个字符，最后一个结点若是未被占满时，可以用“#”或其他非串值字符补全。

对于串的链式存储结构，与线性表是相似的，但由于串结构的特殊性，结构中的每个元素数据是一个字符，如果也简单的应用链表存储串值，一个结点对应一个字符，就会存在很大的空间浪费。因此，一个结点可以存放一个字符，也可以考虑存放多个字符，最后一个结点若是未被占满时，可以用“#”或其他非串值字符补全，如图所示。

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