数据结构与算法实践系列文章（二）数组与字符串

数组与字符串

数组：

数组的定义：

就是线性表的实现。

c语言

定义： int array[N] 或者 int *array = malloc();

数组的名不是指针。

#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
// 这个地方其实是传入的数组的地址 *array，和大小
int func(int *array,int size){// array[0] 其实就是指针 array求值得出首地址return array[0]; // 等价于 *(array+0);
}
int main(int argc,const char * argv[]){// array是一个数组int array[100] = {11,22,33,44};// 指针的形式int *p = malloc(100 * sizeof(int));// 在这里是获取到了数组的指针printf("%d\n",*(array+1));// 传入的其实是数组首地址的指针printf("%d\n",func(array,100));return 0;
}

c++:

数组定义：int array[N] 或 int * array = new int[N];

java

数组定义：int array[] = new int[N];

public class main{public static void main(String[] args){int [] array = new int[10];array[1]=222;array[2]=333;System.out.println(array.length);ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(123);list.add(22);System.out.println(list);}
}

python

数组定义： array = [];

数组元素的查找：

c语言实现：

#include <stdio.h>/**
** 根据值找到下标
*/
int findX(int * array,int size,int x){int flag=0;int index=-1;for(int i=0;i<size;i++){if(array[i]==x){flag =1;index = i;}}return index;
}
/**
** 根据下标找到值,并把原来的地址给返回过来，并返回状态。
*/
int findElement(int * array,int size, int k, int *px){if(k>=size || k<0) return 0;else{*px=array[k];return 1;}
}
/**
* 查找最大的。
*/
int findMax(int * array, int size){// 是将数组中的一个元素初始为max;int max =array[0];for(int i=1;i<size;i++){if(max<array[i]) max = array[i];}return max;
}
int main(int argc,const char * argv[]){int array[10] = {111,112,33,44,55};int x;x=12;int k;k= findX(array,10,x);printf("%d\n",k);int m,flag;// 传入的是数组引用，长度，和下标，和地址flag= findElement(array,10,3,&m);printf("%d,%d\n",flag,m);// 查找最大值int max ;max = findMax(array,10);printf("%d\n",max);return 0;
}

求两个100位的十进制的和。

C语言实现

int main(int argc, const char * argv[]){// // 思路 用数组 ，数组的底位存0号元素(如果0号元素存在高位，则是不可以进位的)int a[11] = {0,9,8,7,6,5,4,3,2,1};int b[11] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,9};int sum[11] = {0};int carry=0;//进位操作// i< 11是为了计算最后一个for(int i=0;i<11;i++){int s;s=a[i]+b[i]+carry;carry = s/10;sum[i] = s%10;}for(int i=10;i>=0;i--){printf("%d",sum[i]);}putchar('\n');return 0;
}

java 实现：

public static void main(String[] args){BigInteger a= new BigInteger("12345678");BigInteger b= new BigInteger("12345678");BigInteger c= a.add(b);System.out.println(c);
}

二维数组

二维数组的实质：数组的数组。数组中的每一个元素仍然是个数组。

逻辑上可看做二维，其实并不是二维的

c语言

int array [][] 与 int **array

int array[3][4];和int **pa 的中的array和pa类型是相同的，但是 pa== array的写法是错误的

int array [ ][ ] 与int * *

array是数组的数组。

int *p ===> 是p 指向一个整形变量。

p[2] <==> *(p+2) 就是 p指向的整形变量再+2的位置就是 p[2]

int * * p 因为*靠p元素最近，所以p是一个指针。所以 * * p是指的是指针的指针。p[1][1]与 p[0][1]的位置截然不同，并不是相差一个

int * *p= array是错误的

#include <stdio.h>int main(void) { printf("test");int array[3][5]; // 是由int[5]//int *p[5];//p =array; // 这样是错误的。int (*p)[5];p = array; // 数组名赋值与指针。 那也就是 array是 一个指针。int a[10];int *pa =a // s数组的名求值可获取数组元素的受地址。所以 *pa就是一个指针。return 0;
}

数组传参：

#include <stdio.h>
vaid func(int (*)[5] , int ){// int (*)[5] 就是一个指向[5]的指针
}
void func(int array[][5] ,int k){// int array[][5]==>int (*p) [5];}int main(void) { printf("test");int array[3][5]; // 是由int[5]//int *p[5];//p =array; // 这样是错误的。int (*p)[5];p = array; // 数组名赋值与指针。 那也就是 array是 一个指针。// 这传递的是指针func(array, 3);int a[10];int *pa =a // s数组的名求值可获取数组元素的受地址。所以 *pa就是一个指针。return 0;
}

java

public void test(){// 这是个3行的但是列未定义。int[][] array= new int[3][];array[0] = new int[5]; // 第0行有5列 ，创建有5个整形变量的数组arry[1] = new int[4];array[2]= new int[3];
}

大炮打蚊子案例：

/*** 蚊子分布在一个M×N格的二维平面上，每只蚊子占据一格。向该平面的任意位置发射炮弹，炮弹的杀伤范围如下示意：O
OXOO
其中，X为炮弹落点中心，O为紧靠中心的四个有杀伤力的格子范围。若蚊子被炮弹命中（位于X格），一击毙命，若仅被杀伤（位于O格），则损失一半的生命力。也就是说，一次命中或者两次杀伤均可消灭蚊子。现在给出蚊子的分布情况以及连续k发炮弹的落点，给出每炮消灭的蚊子数。输入格式:
第一行为两个不超过20的正整数M和N，中间空一格，表示二维平面有M行、N列。接下来M行，每行有N个0或者#字符，其中#表示所在格子有蚊子。接下来一行，包含一个不超过400的正整数k，表示发射炮弹的数量。最后k行，每行包括一发炮弹的整数坐标x和y（0≤x<M，0≤y<N），之间用一个空格间隔。输出格式:
对应输入的k发炮弹，输出共有k行，第i行即第i发炮弹消灭的蚊子数。输入样例:
5 6
00#00#
000###
00#000
000000
00#000
2
1 2
1 4
输出样例:
0
2* */
#include <stdio.h>int board[20][20];
int M,N;
// 函数处理逻辑 当前坐标 和 杀上力
int bang(int x, int y, int kill){if((x>=0 && x<M) && (y>=0 && y<N) && board[x][y]>0){board[x][y] -=kill;if(board[x][y]<=0){// 蚊子死了return 1;}else{return 0;}}else{return 0;}return 1;
}
int main(int argc, const char * argv[]){scanf("%d%d",&M,&N);getchar();// 去除换行符for(int i=0;i<M;i++){for(int j=0;j<N;j++){// 给数组赋值：令蚊子的生命力为2;因为如果为1时炮弹没有击中，而是在// 炮弹范围内所以让其生命力为2更好计算。board[i][j] = getchar() == '0' ? 0:2;}// 再次读取换行符getchar();}int k;scanf("%d",&k);for(int i=0;i<k;i++){// 用来定义大炮打的一泡的落点int x,y;scanf("%d%d",&x,&y);int count=0;count += bang(x,y,2);count += bang(x-1,y,1);count += bang(x,y-1,1);count += bang(x,y+1,1);printf("%d\n",count);}return 0;
}

字符串

字符串就是一串字符。

字符串的定义：

c语言：“abcdefeg” 或字符数组

#include <stdio.h>int main(void) { // c 语言运行时内存有四个部分: 栈，堆，常量区，代码块char *str ="hello world";printf("%s\n",str);printf("%p\n",str);char *str2 ="hello world";printf("%s\n",str2);printf("%p\n",str2);// 这的是s3放到了堆栈里了char s3[] = "hello";printf("%s\n",s3);printf("%p\n",s3);// s4数组是将常量池中的拿过来char s4[] = "hello word";printf("%s\n",s4);printf("%p\n",s4);printf("%d\n",sizeof(s3));return 0;
}
// 输出：
hello world
0x402004
hello world
0x402004
hello
0x7fffc8a4589a
hello word
0x7fffc8a4588f
6
可以看到 *str 与*str 两个字符的指针指向的位置相同。

c++

#include <iostream>
using namespace std;int main() {string name;cout  << name <<"\n"; // 什么都没有是空字符串string name2="llk";cout  << name2 <<"\n"; return 0;
}

java

public void name(){String name ="张三";System.out.println(name);// java一般都是new出来的而这个却可以直接复值；// String name = "zhang" 这个其实就是在常量池中创建了一个对象，然后name引用指向常量池； 等价于 char data[] = {'z','h','a','n',y};String namestr= new String(data);// String name = new String("zhang");// 这个是在堆栈中创建一个新的对象将“zhang”放到静态区
}
String str="hello";//直接赋值的方式，先在栈中创建一个对String类的对象的引用变量str,然后查找栈中有没有存放“hello”，如果没有就将“hello”存放在栈，并令star指向“hello”,如果已经有“hello”直接令str指向“hello”通过构造方法创建字符串对象是在堆内存
String str=new String("hello");//实例化的方式1）直接赋值（String str = "hello"）：只开辟一块堆内存空间，并且会自动入池(到常量池中)，不会产生垃圾。2）构造方法（String str=  new String("hello");）:会开辟两块堆内存空间，其中一块堆内存会变成垃圾被系统回收，而且不能够自动入池(到常量池中)，需要通过public  String intern();方法进行手工入池(到常量池中)。new的每次都会创建对象，他只会存在堆中，每次调用一次就会创建一个新的对象。 将“hello”放到静态区在开发的过程中不会采用构造方法进行字符串的实例化。

正则表达式与串的匹配

正则表达式是用于对字符串的匹配。

自动机

非确定型有限状态自动机(NFA):
确定型有限状态自动机(DFA):

// C++;#include <iostream>
using namespace std;
#include <regex>
int main() {string str ="abcd";regex r("[a-z]+"); // 匹配一个或多个字母string email = "abc123@123.xm";regex r1("[a-z0-9]+@[a-z0-9]+\\.[a-z0-9]+");bool x=regex_match(str,r);cout << x <<endl;cout << regex_match(email,r1) << endl;return 0;
}
// java 使用类 pattern类
pattern 对象是一个正则表达式的编译表示。Pattern 类没有公共构造方法。要创建一个 Pattern 对象，你必须首先调用其公共静态编译方法，它返回一个 Pattern 对象。该方法接受一个正则表达式作为它的第一个参数public static void main(String args[]){String content = "I am noob " +"from runoob.com.";String pattern = ".*runoob.*";boolean isMatch = Pattern.matches(pattern, content);System.out.println("字符串中是否包含了 'runoob' 子字符串? " + isMatch);}// python
import re;
re(r"正则表达式","匹配的字符")