資料結構中的字串

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什麼是字串？

字串是一種用於儲存字元序列的原始資料結構型別。它通常用於儲存、操作和處理文字，例如使用者輸入、訊息、標籤等。每種程式語言都有自己獨特的字串表示規則。例如，在Java中，字串被視為物件，而在C中，它表示為char資料型別的陣列。在下圖中，我們可以看到一個字串：

String

在本教程中，我們將探討字串的一些屬性和操作，以及它們如何在不同的程式語言中實現。

語法

在C程式語言中建立字串的語法：

char string_name[string_size] = {chars within single quotes and separated by commas};
or,
char string_name[string_size] = "string in double quotes";

除了上述語法外，C++還提供了一種建立字串的替代方法：

string string_name = "string in double quotes";

在Java程式語言中建立字串：

String string_name = "string in double quotes";
or,
String string_name = new String("values");

在Python程式語言中建立字串：

string_name = "string in double quotes"

字串的必要性

字串是應用程式與使用者互動最簡單且最常用的方式。它們易於理解和使用，因為它們基於人類可讀的字元。此外，它們還用於儲存各種資料，例如文字、數字、符號、二進位制、十六進位制等。

字串表示

與陣列類似，字串也表示為儲存桶的集合，每個儲存桶儲存一個字元。這些儲存桶的索引從“0”到“n-1”，其中n是該特定字串的長度。例如，大小為10的字串將具有從0到9的索引儲存桶。下圖說明了字串是如何表示的：

String Representation

以下是上述表示的一些要點。

  • 索引總是從0開始。

  • 如果索引從0到9，則表示字串有10個元素。

  • 可以透過其索引訪問每個字元。

字串的基本操作

可以對字串執行許多操作，例如搜尋、分割、修剪、索引等等。每種程式語言都有自己的一套內建函式或方法，可以輕鬆地執行這些操作。

以下是可對給定字串執行的基本操作：

  • 連線 - 將兩個或多個字串連線在一起。
  • 長度 - 列印字串中的字元數。
  • 子字串 - 查詢更大字串的一部分。
  • 反轉 - 反向列印字串字元。
  • 索引 - 使用其索引訪問特定字元。

連線操作

連線操作是將兩個或多個字串連線在一起以形成新字串的過程。例如，將兩個字串“Tutorials”和“Point”連線在一起將得到“TutorialsPoint”。這可以使用不同的運算子或方法來完成，具體取決於程式語言。

演算法

以下是連線兩個字串的演算法。

1. Start
2. Declare and Initialize two strings.
3. Perform concatenation.
4. Print the result.
5. Stop

示例

在這裡，我們看到連線操作的實際實現，我們使用兩個不同的字串來形成一個新的字串：

C C++ Java Python
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
   // defining two strings
   char sOne[15] = "Tutorials";
   char sTwo[15] = "Point";
   // concatenating the strings
   strcat(sOne, sTwo); 
   // printing the result
   printf("New String: %s\n", sOne); 
   return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
   // defining two strings
   string sOne = "Tutorials";
   string sTwo = "Point";
   // concatenating the strings
   string newStr = sOne + sTwo; 
   // printing the result
   cout <<"New String: "  << newStr << endl; 
}

public class ConctStr {
   public static void main(String []args){
      // defining two strings
      String sOne = "Tutorials";
      String sTwo = "Point";
	  // concatenating the strings
      String newStr = sOne + sTwo; 
	  // printing the result
      System.out.println("New String: " + newStr); 
   }
}

# defining two strings
sOne = "Tutorials"
sTwo = "Point"
# concatenating the strings
newStr = sOne + sTwo 
# printing the result
print("New String: " + newStr)

輸出

New String: TutorialsPoint

查詢字串的長度

查詢字串的長度意味著列印該字串中的字元數。例如，字串“Tutorix”的長度為7。字串的長度可用於迭代其字元、訪問給定索引處的特定字元或從原始字串中切片子字串。

演算法

查詢字串長度的演算法如下：

1. Start
2. Declare and Initialize a string.
3. Find the number of characters.
4. Print the result.
5. Stop

示例

以下是此操作在各種程式語言中的實現：

C C++ Java Python
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
   // the string given as
   char name[] = "tutorialspoint";
   // loop to find the length of given string
   int strLength = 0;
   while (name[strLength] != '\0') {
      strLength++;
   }
   // to print the result
   printf("The length of given string is: %d\n", strLength);
   return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
   // the string given as
   string name = "tutorialspoint";
   // to ind the length of given string
   int strLength = name.length();
   // to print the result
   cout << "The length of given string is: " << strLength << endl;
   return 0;
}

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      // the string given as
      String name = "tutorialspoint";
      // to ind the length of given string
      int strLength = name.length();
      // to print the result
      System.out.println("The length of given string is: " + strLength);
   }
}


# the string given as
name = "tutorialspoint"
# to find the length of given string
length = len(name)
# Print the result
print("The length of given string is:", length)

輸出

The length of given string is: 14

在字串中查詢子字串

子字串指的是字串的一部分或子集。在此操作中，我們需要找到給定子字串的索引。

演算法

假設我們有一個名為newSubStr的子字串，我們需要找到它的索引號。以下是查詢子字串的演算法。

1. Start
2. Declare and Initialize a string.
3. Define a sub-string.
4. Check index of sub-string.
5. If found, print index of first character of sub-string otherwise print "-1".
6. Stop

示例

在下面的示例中，我們演示了此操作在各種程式語言中的實現：

C C++ Java Python
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    // Original string
    char orgnlStr[] = "tutorialspoint";
    // Substring to find
    char newSubStr[] = "point";
    // to find the pointer to the substring
    char *indX = strstr(orgnlStr, newSubStr);
    // to check if the substring is present
    if (indX == NULL) {
        printf("-1\n");
    } else {
        printf("Substring found at index: %ld\n", indX - orgnlStr);
    }
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
   // Original string
   string orgnlStr = "tutorialspoint";
   // Substring to find
   string newSubStr = "point";
   // to find index of the substring
   int indX = orgnlStr.find(newSubStr);
   // Check if the substring is present
   if (indX == -1) {
      cout << "-1" << endl;
   } else {
      cout << "Substring found at index: " << indX << endl;
   }
   return 0;
}

public class Substr {
   public static void main(String[] args) {
      // Original string
      String orgnlStr = "tutorialspoint";
      // Substring to find
      String newSubStr = "point";
      // to find index of the substring
      int indX = orgnlStr.indexOf(newSubStr);
      // to check if the substring is found
      if (indX == -1) {
         System.out.println("-1");
      } else {
           System.out.println("Substring found at index: " + indX);
      }
   }
}

# Original string
orgnlStr = "tutorialspoint"
# Substring to find
newSubStr = "point"
# to find index of the substring
indX = orgnlStr.find(newSubStr)
# to check if the substring is found
if indX == -1:
   print("-1")
else:
   print("Substring found at index:", indX)

輸出

Substring found at index: 9

反轉字串的內容

在反轉操作中，我們反轉字串中字元的順序。這將產生一個新字串，其中包含與原始字串相同的字元，但順序相反。

演算法

假設我們有一個字串，我們需要反轉它。以下是反轉字串的演算法。

1. Start
2. Declare an empty string.
3. Define a for loop to iterate over the characters of original string.
4. Append each character to the reversed string.
5. Print the result.
6. Stop

示例

以下是此操作在各種程式語言中的實現：

C C++ Java Python
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
// function to reverse the string
char* rev_str(char* orgnlStr) {
   int len = strlen(orgnlStr);
   // to store the reversed string
   char* revStr = (char*)malloc(len + 1);
   // loop to reverse the string
   for (int i = 0; i < len; i++) {
      revStr[i] = orgnlStr[len - i - 1];
   }
   // Return the reversed string
   revStr[len] = '\0';
   return revStr;
}
int main() {
    printf("Printing the string in reverse order: \n");
    // calling the function to print the result
    printf("%s\n", rev_str("tutorials")); 
    printf("%s\n", rev_str("point")); 
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// function to reverse the string
string rev_str(string orgnlStr) {
   // Initializing an empty string 
   string revStr = "";
   // loop to reverse the string
   for (int i = orgnlStr.length() - 1; i >= 0; i--) {
      // Append each character to the reversed string
      revStr += orgnlStr[i];
   }
   // Return the reversed string
   return revStr;
}
int main() {
   cout << "Printing the string in reverse order: " << endl; 
   // calling the function to print the result
   cout << rev_str("tutorials") << endl; 
   cout << rev_str("point") << endl; 
   return 0;
}

public class Main {
   // method to reverse the string
   public static String rev_str(String orgnlStr) {
      // Initializing an empty string 
      String revStr = "";
      // loop to reverse the string
      for (int i = orgnlStr.length() - 1; i >= 0; i--) {
         // Append each character to the reversed string
         revStr += orgnlStr.charAt(i);
      }
      // Return the reversed string
      return revStr;
   }
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Printing the string in reverse order:"); 
      // calling the method to print the result
      System.out.println(rev_str("tutorials")); 
      System.out.println(rev_str("point")); 
   }
}

# function to reverse the string
def rev_str(orgnlStr):
  # Initializing an empty string 
  revStr = ""
  # loop to reverse the string
  for i in range(len(orgnlStr) - 1, -1, -1):
    # Append each character to the reversed string
    revStr += orgnlStr[i]
  # Return the reversed string
  return revStr
# calling the function to print the result
print("Printing the string in reverse order:")
print(rev_str("tutorials")) 
print(rev_str("point"))

輸出

Printing the string in reverse order: 
slairotut
tniop

字串中的索引

在此操作中，我們嘗試在索引的幫助下訪問或定位特定字元。

演算法

從給定字串中訪問指定字元的演算法如下：

1. Start
2. Declare and Initialize a string.
3. Find the index number of specified character.
4. Print the result.
5. Stop

示例

在這裡，我們看到了索引操作的實際實現：

C C++ Java Python
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
   char str[] = "Tutorials Point";
   char *ptr = strchr(str, 'o'); 
   int indX = ptr - str; 
   // print the result
   printf("The index of given character is: %d\n", indX);
   return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
   string str = "Tutorials Point";
   int indX = str.find('o');
   // print the result
   cout << "The index of given character is: " << indX << endl;
   return 0; 
}

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      String str = "Tutorials Point";
      int indX = str.indexOf('o'); 
      System.out.println("The index of given character is: " + indX);
   }  
}

# defining a string
str = "Tutorials Point"
indX = str.find('o')
# print the result
print("The index of given character is:", indX)

輸出

The index of given character is: 3
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