【数据结构】第四章学习小结

串、数组

在第四章中，我学到的主要是关于串与数组的内容，至于广义表，既然老师让我们课后有时间去看，那我这里就先不讲广义表了（其实只是粗略的看了一下，还没看懂）

在上学期的c++中我就已经学过有关串的一些知识，对于串还是可以很好的理解的，在数据结构中，串将被看作是一种特殊的线性表，跟线性表一样，串也有两种基本存储结构，个人觉得顺序存储结构对于串的运用比较方便，简单易懂，所以在作业题中会首先考虑使用顺序串。

串有许多很重要的应用，例如搜索引擎，数据压缩等，这些应用都离不开串的模式匹配算法(子串的定位运算）

BF算法：1.利用计数指针i，和j指示主串S和模式串T当天正待比较的字符，将两者皆赋值为1；

        2.将S[i]与T[j]比较，若两者相等，则将i,j分别指向串的下一字符，之后继续比较；

          若不相等，指针就要后退重新匹配，主串回到i=i-j+2的位置上，模式串要回到j=1；（这就是BF算法的时间复杂度远远大于KMP算法的原因）

        3.当j>模式串的长度时，说明匹配成功，此时返回和模式T中第一个字符相等的字符在主串S中的序号，否则返回0，级匹配失败。

优点：匹配过程易于理解，某些场合运行效率高

  缺点：时间复杂度高   

KMP算法：KMP算法看懂了觉得特别简单，思路很简单，看不懂之前，查各种资料，看的稀里糊涂，即使网上最简单的解释，依然看的稀里糊涂。（虽然说 现在还是有点迷糊。）

                  参考了下面的博客：KMP的最浅显理解  https://blog.csdn.net/starstar1992/article/details/54913261/

数组的话，主要研究的是二维数组的运用，在c语言中，二维数组采用的是以行序为主序的存储结构。特殊矩阵的压缩存储是二维数组的一种应用，这里可以使用三元组表和十字链表来解决（十字链表内容在第二章有）

三元组表：

             typedef struct {

               int row; //所在行

                 int column; //所在列

                    int value; //值

                }Node; //定义三元组表

                typedef struct {

                 int rows; //总行

                 int columns; //总列

                       int nums; //非零元素个数

                    Node data[100]; //非零元素 }tupleTable;

接下来就讲讲一些我对实践题第二题：估值上亿的AI这道题的一些理解吧

在听到老师说要教我们在星期四那节课上做出这道题，我是有点怀疑的，毕竟这可是天梯赛的题目，一些大佬都差点被难住了，我表示心里很慌。

当我看到题目的时候，莫名有一种很熟悉的感觉，仔细想想，这不是和上一周程序设计大赛上的一道题目很类似的吗，那时为了做出那道题想了贼久，可惜还是没做出来（哭）

题目
7-2 AI核心代码 （30 分)

本题要求你实现一个简易版的 AI 英文问答程序，规则是：

无论用户说什么，首先把对方说的话在一行中原样打印出来；
消除原文中多余空格：把相邻单词间的多个空格换成 1 个空格，把行首尾的空格全部删掉，把标点符号前面的空格删掉；
把原文中所有大写英文字母变成小写，除了 I；
把原文中所有独立的 I 和 me 换成 you；
把原文中所有的问号 ? 换成惊叹号 !；
把原文中所有独立的 can you 换成 I can —— 这里“独立”是指被空格或标点符号分隔开的单词；
在一行中输出替换后的句子作为 AI 的回答。

输入格式:

输入首先在第一行给出不超过 10 的正整数 N，随后 N 行，每行给出一句不超过 1000 个字符的、以回车结尾的用户的对话，对话为非空字符串，仅包括字母、数字、空格、可见的半角标点符号。

输出格式:

按题面要求输出，每个 AI 的回答前要加上 AI: 和一个空格。

第一步：首先定义数据结构，自然是字符数组/字符串

             最初考虑主函数逻辑，主要是读取输入语句，并调用接口处理输入语句并输出。

           基本流程是，读入一句，对其进行扫描、判断、操作，再存到新的字符串，最后输出新的字符串。

int main()
{
    int n;
    string a;
 
    cin>>n;
    getchar();/*吸收回车*/ 
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
    
      getline(cin,a);    
    cout<<a<<endl;
    cout<<"AI: ";    
         go(a);/*根据a输出AI的回答 */ 
    } 
    return 0; 
 } 

第二步：消除多余空格

 for(i=0;a[i]!='\0'&&a[i]==' ';++i); ;/*最坏情况:全为空格，不会出现越界*/ 

第三步：对输入的语句进行处理：

void go(string a)
{/*根据a输出AI的回答*/ 
    char t[3002];
    int i,j,k;
    /*i 定位到a的第一个非空*/
     for(i=0;a[i]!='\0'&&a[i]==' ';++i); ;/*最坏情况:全为空格，不会出现越界*/ 
     j=0; 
      while(a[i]!='\0') 
      {
         if(a[i]==' '&&a[i-1]==' ')/*把a串copy到t串，连续空格只copy一次*/ 
         {
             ++i;
             continue;
         }
         if(a[i]=='?')/*把a串中的“？”换成“！”，写进t串中*/ 
         {
             t[j]='!';
             ++i;
             ++j;
             continue;
         }
         if(a[i]!='I')/*将“I”以外的大写字母统一变成小写字母*/ 
          {
           t[j]=tolower(a[i]);++i;++j;/*tolower函数:将大写字母转成小写字母*/ 
           continue;
           }
    t[j++]=a[i++];
     } 
    t[j]='\0';/*在t串后加上一个分隔符*/ 


这里用到了tolower()函数将大写变成小写。
将s串的有效都给了t串之后，我们可以遍历t串来进行进一步操作，比如将
独立的I和me变成you,有一点要特别注意要在t串之后加一个结尾符，否则会出现一大堆错误，乱码，之类的，很麻烦，当时改了好久，都没发现是这个问题

    k=0;
     while(t[k]!='\0')
     {
    
        if(t[k]=='c'&&t[k+1]=='a'&&t[k+2]=='n'&&(k==0||IsIndependent(t[k-1]))&&IsIndependent(t[k+3])&&t[k+4]=='y'&&t[k+5]=='o'&&t[k+6]=='u'&&IsIndependent(t[k+7]))
        {/*把‘can you'换成’I can',同时k要加上'can you'的长度*/ 
            cout<<"I can";
            k=k+7;
            continue;
        }

         if(t[k]=='I'&&(k==0||IsIndependent(t[k-1]))&&IsIndependent(t[k+1]))/*将独立的‘I‘转成‘you’*/ 
         {
            cout<<"you";
            ++k;
            continue;
         }
        if(t[k]=='m'&&t[k+1]=='e'&&(k==0||IsIndependent(t[k-1]))&&IsIndependent(t[k+2])) /*将独立的‘me‘转成‘you’*/
        {
         cout<<"you";
         k=k+2;
         continue;
        }
        if(t[k]==' '&&IsIndependent(t[k+1]))  
        {
         ++k;
         continue;
        }
      cout<<t[k];
      ++k;
    }
            cout<<endl;
}

以上是第四步，可以将独立的I 换成you独立的you 换成me,按照晓梅老师教给我们的思路，甚至可能是难点将can you 换成 I can 的操作也可以轻松写出来，

判断一个非空格字符是否独立的函数：

bool IsIndependent(char ch)/*判断当前字符是否独立*/ 
{
    ch=tolower(ch);
    if(ch>='0'&&ch<='9'||ch>='a'&&ch<='z')
      return false;
    else
     return true;
}

将上述代码整合起来，PTA就基本上没问题了

心得体会：

在解这道题的过程中，我真正体会到了整个解题过程的思路是怎样一步一步出来，必须一个点一个点进行，在以后解题的时候也要学会在过程中对程序进行优化，及时指出错误与不足，学会自己梳理解题思路。

目标的完成情况：

  这几周上课都能集中精力，基本没有出现走神的情况，课堂上的学习效果还算达到了预期目标，但是没有及时复习上一章的内容，有点遗憾，平时打的练习题还不够多。

接下来的目标：尽早扫除知识盲区，上次的测验已经给我敲响了警钟，接下来不仅要复习之前学习的内容，更要加把劲，将下一章的预习工作做好，继续去加深对KMP算法的理解。