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数据结构--字符串（详细分析）

创作时间:

作者:

@小白创作中心

数据结构--字符串（详细分析）

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/2302_76516899/article/details/139396442

此文章为考研学习过程中复习C语言使用记录笔记！希望能给大一学弟学妹们提供一些帮助，有不足的地方欢迎私信留言，大家一起共同进步！！！

🐋字符串
🦈字符串的定义与特性
🐟特性
🐟字符串优缺点
🦀优点：
🦀缺点：
🐟字符串空间复杂度
🦈字符串的声明与初始化
🦈字符串的常见操作
🐟字符串长度
🐟字符串复制
🐟字符串连接
🐟字符串比较
🦈字符串的常见问题实现
🐟问题1：反转字符串
🐟问题2：检查回文字符串
🐟问题3：计算字符串中的单词数
🦈演示过程
🐟反转字符串
🐟检查回文字符串
🐟计算字符串中的单词数
🦈数组与字符串对比
🐋结论

🐋字符串

🦈字符串的定义与特性

字符串（String）是由字符组成的序列，在C语言中，字符串实际上是以
\0
结尾的字符数组。字符串操作在文本处理和用户输入处理中非常重要。

🐟特性

以
\0
结尾：C语言的字符串以
\0
作为结束标志，这个特性使得字符串的长度可以动态变化。
字符数组：字符串本质上是字符数组，因此可以使用数组操作来处理字符串。
标准库函数：C语言提供了一系列标准库函数来操作字符串，如
strlen
、
strcpy
、
strcmp
等。

🐟字符串优缺点

🦀优点：

灵活性：字符串可以包含任何字符，包括文本、数字、符号等，因此非常灵活。
易读性：字符串通常以文本的形式出现，易于理解和阅读。
易于处理：许多编程语言提供了丰富的字符串处理功能，例如搜索、替换、拼接等，使字符串易于操作和处理。
通用性：字符串是许多编程任务中常见的数据类型，因此具有广泛的应用领域。
存储效率：对于较短的字符串，通常可以高效地存储和处理。

🦀缺点：

不可变性：在许多编程语言中，字符串是不可变的，即无法修改已创建的字符串，这可能会导致内存浪费和性能问题。
内存消耗：对于大量字符串的处理，可能会占用大量内存，特别是当字符串包含大量字符时。
性能开销：某些字符串操作，如拼接大量字符串或搜索大型字符串，可能会导致性能下降，特别是在循环中执行此类操作时。
编码问题：处理不同编码的字符串可能会带来挑战，特别是在涉及多语言环境或特殊字符时。
安全性：字符串可能受到缓冲区溢出和其他安全漏洞的影响，因此在处理用户输入时需要小心谨慎。

🐟字符串空间复杂度

字符串的空间复杂度取决于多个因素，包括字符串的长度、编程语言中字符串的内部表示方式以及所执行的操作。通常情况下，字符串的空间复杂度可以分为以下几种情况：

固定大小字符串：如果字符串的长度是固定的，并且在编译时已知，那么它的空间复杂度是 O(1)，因为它占用的空间是恒定的，与字符串的长度无关。
动态大小字符串：对于大多数情况下长度可变的字符串，例如在 Python 中的字符串类型，它们的空间复杂度通常是 O(n)，其中 n 是字符串的长度。这是因为这些字符串在内存中通常以数组或链表的形式存储，其空间随着字符串长度的增加而线性增长。
字符串操作的空间复杂度：对字符串执行操作时，可能会创建新的字符串，例如拼接、替换、分割等。这些操作可能会导致额外的空间开销，因此它们的空间复杂度取决于所执行的操作以及输入数据的大小。

总的来说，字符串的空间复杂度通常是与字符串长度成正比的，但在特定情况下可能会有例外。因此，在设计算法或程序时，需要考虑字符串操作的空间需求，以确保不会因为空间占用过多而影响性能。

🦈字符串的声明与初始化

在C语言中，可以通过以下方式声明和初始化字符串：

#include <stdio.h>  
int main() {  
    // 声明一个字符串  
    char str1[] = "Hello";  
    // 初始化字符串  
    char str2[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};  
    // 打印字符串  
    printf("%s\n", str1);  
    printf("%s\n", str2);  
    return 0;  
}

🦈字符串的常见操作

🐟字符串长度

使用
strlen
函数可以获取字符串的长度：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
int main() {  
    char str[] = "Hello, World!";  
    int length = strlen(str);  
    printf("Length of string: %d\n", length);  
    return 0;  
}

🐟字符串复制

使用
strcpy
函数可以复制字符串：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
int main() {  
    char src[] = "Hello";  
    char dest[6];  
    strcpy(dest, src);  
    printf("Copied string: %s\n", dest);  
    return 0;  
}

🐟字符串连接

使用
strcat
函数可以连接字符串：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
int main() {  
    char str1[20] = "Hello, ";  
    char str2[] = "World!";  
    strcat(str1, str2);  
    printf("Concatenated string: %s\n", str1);  
    return 0;  
}

🐟字符串比较

使用
strcmp
函数可以比较字符串：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
int main() {  
    char str1[] = "Hello";  
    char str2[] = "World";  
    int result = strcmp(str1, str2);  
    if(result == 0) {  
        printf("Strings are equal\n");  
    } else {  
        printf("Strings are not equal\n");  
    }  
    return 0;  
}

🦈字符串的常见问题实现

🐟问题1：反转字符串

反转字符串意味着将字符串中的字符顺序颠倒：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
void reverseString(char str[]) {  
    int n = strlen(str);  
    int start = 0;  
    int end = n - 1;  
    while(start < end) {  
        char temp = str[start];  
        str[start] = str[end];  
        str[end] = temp;  
        start++;  
        end--;  
    }  
}  
int main() {  
    char str[] = "Hello";  
    reverseString(str);  
    printf("Reversed string: %s\n", str);  
    return 0;  
}

🐟问题2：检查回文字符串

回文字符串是指正着读和反着读都相同的字符串：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#include <stdbool.h>  
bool isPalindrome(char str[]) {  
    int n = strlen(str);  
    int start = 0;  
    int end = n - 1;  
    while(start < end) {  
        if(str[start] != str[end]) {  
            return false;  
        }  
        start++;  
        end--;  
    }  
    return true;  
}  
int main() {  
    char str[] = "madam";  
    if(isPalindrome(str)) {  
        printf("The string is a palindrome\n");  
    } else {  
        printf("The string is not a palindrome\n");  
    }  
    return 0;  
}

🐟问题3：计算字符串中的单词数

计算字符串中包含多少个单词：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#include <stdbool.h>  
int countWords(char str[]) {  
    int count = 0;  
    bool inWord = false;  
    for(int i = 0; i < strlen(str); i++) {  
        if(str[i] != ' ' && !inWord) {  
            inWord = true;  
            count++;  
        } else if(str[i] == ' ') {  
            inWord = false;  
        }  
    }  
    return count;  
}  
int main() {  
    char str[] = "Hello, how are you?";  
    int words = countWords(str);  
    printf("Number of words: %d\n", words);  
    return 0;  
}