字符串和多维数组
字符串
字符串支持顺序存储与链式存储:
模式匹配:
给定主串S="s1s2…sn"和模式T=“t1t2…tm”,在S中寻找T 的过程称为模式匹配。如果匹配成功,返回T 在S中的位置,如果匹配失败,返回-1。
模式匹配——BF算法:
- 在串S和串T中设比较的起始下标i和j;
- 循环直到S或T的所有字符均比较完;
2.1 如果S[i]==T[j],继续比较S和T的下一个字符;
2.2 否则,将i和j回溯(i=i-j+1,j=0),准备下一趟比较; - 如果T中所有字符均比较完,则匹配成功,返回匹配的起始比较下标(i-j);否则,匹配失败,返回-1;
int BF(char S[ ], char T[ ])
{
i=0; j=0;
while (i<S.Length()&&j<T.length())
{
if (S[i]==T[j]) {
i++; j++;
}
else {
i=i-j+1; j=0;
}
}
if (j>=T.length()) return (i-j);
else return -1;
}
模式匹配——KMP算法 :
i可以不回溯,模式向右滑动到的新比较起点k ,并且k 仅与模式串T有关!
KMP:
- 在串S和串T中分别设比较的起始下标i和j;
- 循环直到S中所剩字符长度小于T的长度或T中所有字符均比较完毕
2.1 如果S[i]==T[j],继续比较S和T的下一个字符;否则
2.2 将j向右滑动到next[j]位置,即j=next[j];
2.3 如果j=-1,则将i和j分别加1,准备下一趟比较; - 如果T中所有字符均比较完毕,则返回匹配的起始下标;否则返回-1;
int KMP_FindPat(char *s, char *t,int *next){
int i=0,j=0,k;
while(s[i]!=' ' && t[j]!=' ') {
if(j==-1 || s[i]==t[j])
{i++;j++;}
else
j=next[j];
}
if(t[j]==' ')
return i-j;
else
return -1;
}
时间复杂性:O(n+m)
多维数组
线性表——具有相同类型的数据元素的有限序列,将元素的类型进行扩充:
(多维)数组——线性表中的数据元素可以是线性表,但所有元素的类型相同。
广义表——线性表中的数据元素可以是线性表,且元素的类型可以不相同。
数组的基本操作:
存取和修改操作本质上只对应一种操作——寻址,数组没有插入和删除操作,所以,不用预留空间,适合采用顺序存储。
因此二维数组的结构在内存上的映射为连续的一维结构:
常用的映射方法有两种:(取决于编译器):
按行优先:先行后列,先存储行号较小的元素,行号相同者先存储列号较小的元素。
按列优先:先列后行,先存储列号较小的元素,列号相同者先存储行号较小的元素。(如高级语言中的FORTRAN语言)
矩阵的压缩存储:
特殊矩阵和稀疏矩阵:
特殊矩阵:矩阵中很多值相同的元素并且它们的分布有一定的规律。
稀疏矩阵:矩阵中有很多零元素。
压缩存储的基本思想是:
1.为多个值相同的元素只分配一个存储空间;
2.对零元素不分配存储空间。
特殊矩阵:
对称矩阵
对称矩阵特点:aij=aji
利用下三角矩阵存储:
aij在一维数组中的序号
= i×(i-1)/2+ j
∵一维数组下标从0开始
∴aij在一维数组中的下标
k= i×(i-1)/2+ j-1
访问压缩矩阵:
对于下三角中的元素aij(i≥j), 在一维数组中的下标k与i、j的关系为:k=i×(i-1)/2+j-1 。
上三角中的元素aij(i<j),因为aij=aji,则访问和它对应的元素aji即可,即:k=j×(j-1)/2+i -1。
对角矩阵 (带状矩阵):
对角矩阵:所有非零元素都集中在以主对角线为中心的带状区域中,除了主对角线和它的上下方若干条对角线的元素外,所有其他元素都为零。例:A
先将A转换为B类型进行矩阵压缩.
bts=aij
t=i-1
s=j-i+1
如果我们考虑再对二维数组进行一维数组的转化,用一个一维的数组存储对角线上的非零元素:
以行序为主序,aij在一维数组中的地址k:
k=(3(i-1)-1)+(j-i+1)
k=2i+j-3*
稀疏矩阵的压缩存储:
注意:稀疏矩阵中的非零元素的分布没有规律。
将稀疏矩阵中的每个非零元素表示为:(行号,列号,非零元素值)——三元组.
定义三元组:
template <class T>
struct element
{
int row, col; //行号,列号
T item //非零元素值
};
**三元组表:**将稀疏矩阵的非零元素对应的三元组所构成的集合,按行优先的顺序排列成一个线性表。
三元组表:( (0,0,15), (1,1,11), (2,3,6), (4,0,9) )
采用顺序存储结构存储三元组表:
struct SparseMatrix
{
T data[MaxTerm]; //存储非零元素
int mu, nu, tu; //行数,列数,非零元个数
};
十字链表:
采用链接存储结构存储三元组表,每个非零元素对应的三元组存储为一个链表结点,结构为:
template<class T>
class OLNode
{
public:
int row,col;
T element;
OLNode<T>* right,*down;
public:
OLNode(){right=NULL;down=NULL;};
};
稀疏矩阵的十字链表表示: