数据结构实验（串的实现）

实验串的实现

一、实验目的

1.掌握串的基本概念；

2.理解串的几种存储表示及其特点；

3.掌握串的常用操作的实现。

二、实验环境

硬件：计算机一台；

软件： Visual Studio。

三、实验内容

串分别采用顺序存储方式的前提下，完成如下两个任务：

1.串比较操作：编写一个比较串s和串t两个串是否相等的函数。

2.串拼接操作：将串t连接到串s后形成一个新串。

3.主程序中要求设计一个菜单，允许用户通过菜单选择执行哪一种串操作。注：串的值可以从键盘任意输

四、实验原理

串是由零个或多个字符组成的有限序列。它通常表示为： S = a_1a_2...a_n 其中，S 是串的名称，a_i 是串中的字符，n 是串的长度（n \geq 0）

主要实现方式是顺序存储和链式存储。

五、实验过程记录

1、头文件

//头文件
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_LENGTH 100

2、串比较操作：编写一个比较串s和串t两个串是否相等的函数。

// 比较两个字符串是否相等
int compareStrings(char* s, char* t) {
    return strcmp(s, t) == 0;
}

3、串拼接操作：将串t连接到串s后形成一个新串。 

// 拼接两个字符串，使用动态内存分配
char* concatenateStrings(char* s, char* t) {
    char* result = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1); // 分配足够的内存
    if (result == NULL) {
        printf("内存分配失败。\n");
        exit(1);
    }
    strcpy(result, s); // 复制s到result
    strcat(result, t); // 将t拼接到result的末尾
    return result;
}

4、主程序中要求设计一个菜单，允许用户通过菜单选择执行哪一种串操作。注：串的值可以从键盘任意输入一个字符串获得。

// 主程序
int main() {
    char* s, * t;
    int choice;

    s = (char*)malloc(MAX_LENGTH * sizeof(char));
    t = (char*)malloc(MAX_LENGTH * sizeof(char));

    if (s == NULL || t == NULL) {
        printf("内存分配失败。\n");
        return 1;
    }

    while (1) {
        printf("\n**************************");
        printf("\n*    字符串操作菜单      * ");
        printf("\n**************************\n");
        printf("*    1.比较两个字符串    *\n");
        printf("*    2.拼接两个字符串    *\n");
        printf("*    3. 退出             *\n");
        printf("**************************\n");
        printf("请选择操作（1-3）：");
        if (scanf("%d", &choice) != 1 || choice < 1 || choice > 3) {
            printf("输入无效，请输入1-3之间的数字。\n");
            while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区
            continue;
        }

        switch (choice) {
        case 1:
            printf("请输入第一个字符串：");
            if (scanf("%99s", s) != 1) {
                printf("输入无效，请输入一个字符串。\n");
                while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区
                continue;
            }
            printf("请输入第二个字符串：");
            if (scanf("%99s", t) != 1) {
                printf("输入无效，请输入一个字符串。\n");
                while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区
                continue;
            }
            if (compareStrings(s, t)) {
                printf("两个字符串相等。\n");
            }
            else {
                printf("两个字符串不相等。\n");
            }
            break;
        case 2:
            printf("请输入第一个字符串：");
            if (scanf("%99s", s) != 1) {
                printf("输入无效，请输入一个字符串。\n");
                while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区
                continue;
            }
            printf("请输入第二个字符串：");
            if (scanf("%99s", t) != 1) {
                printf("输入无效，请输入一个字符串。\n");
                while (getchar() != '\n'); // 清空输入缓冲区
                continue;
            }
            printf("拼接后的字符串为：%s\n", concatenateStrings(s, t));
            break;
        case 3:
            free(s); // 释放内存
            free(t); // 释放内存
            return 0;
        default:
            printf("无效选择，请重新输入。\n");
        }
    }

    return 0;
}

六、代码最终实现窗口

七、实验总结

通过这次实验，我深刻理解了串这一数据结构的重要性。我学会了如何设计和实现基本的串操作，并认识到了不同存储方式对操作效率的影响。此外，我也意识到了算法优化在提高程序性能中的关键作用。串作为计算机科学中的基础数据结构，其操作和应用非常广泛。通过本次实验，我不仅掌握了串的基本操作，还提高了自己的编程能力和问题解决能力。我期待在未来的学习中能够继续深入探索数据结构和算法。