3.6. Строки Константные строки

Это такие строки, под которые выделяется единая область памяти, определяемая исходя из длины строки. При переприсваивании значения строки память, как правило, перевыделяется.

Есть два основных представления константных строк.

1 В представлении с хранимой длиной дополнительно к самой строке хранится её длина (как правило, в первом байте). Такое представление достаточно удобно с точки зрения вычисления длины строки и обращения к её элементам, но неэффективно для представления строк длинее 255 символов. Это представление используется в языке Turbo Pascal и его потомках.

Пример: |6|'с'|'т'|'р'|'о'|'к'|'а'|

2. В представлении с символом-терминатором длинна строки отдельно не хранится, а сама строка завершается специальным символом. Если код такого символа 0, то её ещё называют строкой с завершающим нулем. При таком представлении нет ограничения на длину строки (кроме размера непрерывного свободного блока оперативной памяти, конечно), но вычисление длины строки имеет сложность O(N). Также, если по каким-то причинам символ-терминатор будет потерян, это приведет к неприятным последствиям. Такое представление используется в Си-подобных языках.

Списковое представление строк

Если строка подвергается постоянному изменению, работа с константными строками становится неэффективна. В списковом предтавлении строка хранится в виде односвязанного списка блоков символов, при этом неиспользуемые ячейки блока помечаются специальным символом, например, нулем. Добавление фрагмента соответствует добавлению одного или нескольких блоков в список. Удаление - удалению блоков и (или) обнулению элементов. Недостатком является менее эффективное использование памяти и сложность обращения к элементу строки по индексу.

Представление массива строк

Представление массива строк достаточно несложно реализуется с помощью вектора или списка, а вот эффектвный поиск в массиве строк является достаточно нетривиальной задачей.

Самым простым способом является хранение отсортированных строк, но такой способ достаточно неэффективен с точки зрения вставки и удаления строк, поэтому на практике используется редко.

Наиболее распространенным способом решения представленной задачи является использования функции расстановки или хэширования. Хэш функция - такая функция, которая сложному объекту ставит в соответствие простой объект. В данном случае в соответствие строке ставится число. При добавлении новой строки вычисленное хэш-значение становится индексом строки. Тогда поиск строки происходит за линейное время. Если несколько строк имеют одинаковое значение хэш-функции, они помещаются в список.

Основной сложностью данного метода является поиск такой хэш-функции, чтобы, с одной стороны, память использовалась достаточно эффективно, а с другой - небольшое количество строк имело бы совпадающие значения функции.

Например, функцией расстановки может являться коды двух первых букв строк. Более эффективной функцией является (P*X+Q)%n, где n - предполагаемое количество строк в массиве, P и Q - некоторые простые числа, близкие по порядку к n, X - вычисленная сумма кодов букв слова. Очевидно, что размер пустого массива в этом случае составит n строк.

Также эффективным является представление в виде бинарного дерева.

Наиболее эффективным, но и достаточно сложным, является предтавление в виде структуры "бор".