数据结构实验指导：深入探索串的处理与应用
在计算机科学领域，数据结构是组织、管理和存储数据的有效方式，使数据能够高效地访问和修改。本次实验指导将聚焦于一种特殊的数据类型——串（String），并通过C语言进行实践操作。串是由字符序列组成的数据结构，广泛应用于文本处理、信息检索等领域。
### 一、实验目的
实验的主要目标是让学生通过实践，加深对串的存储结构、数据结构特征以及串的应用的理解。具体包括：
1. **熟悉串的存储结构**：了解串在计算机内存中的两种主要存储形式——顺序存储和链式存储，以及它们的特点和适用场景。
2. **熟悉串的数据结构特征**：掌握串的基本概念，如长度、空串、子串等，以及串的操作，如连接、比较、搜索等。
3. **掌握串的应用**：通过实际编程任务，学会如何在具体问题中运用串的数据结构，如串的查找算法、矩阵鞍点的识别等。
### 二、实验内容详解
#### 实验一：顺序存储的串连接
目标是将两个顺序存储的串`s1`和`s2`首尾相连，形成一个新的串`s`。此过程需注意串的长度计算，确保新串`s`有足够的空间存储合并后的结果。编写程序时，可以采用数组作为串的存储容器，利用指针或下标进行元素的复制。
#### 实验二：链式存储的串连接
链式存储结构下的串连接，需要处理的是链表节点的链接。关键在于找到第一个串的尾部节点，将其指向第二个串的头部节点，从而完成两个链表的拼接。在C语言中，这通常涉及到指针操作，需谨慎处理以避免内存泄漏或野指针等问题。
#### 实验三：寻找矩阵的鞍点
鞍点是指在一个矩阵中，某行的最大值同时也是所在列的最小值。这个实验不仅涉及串的概念，还融合了矩阵处理和数值比较等技能，要求学生具备一定的逻辑思维能力和算法设计能力。
#### 选做实验：模式匹配算法
1. **简单模式匹配**：最基础的模式匹配算法，逐一比较模式串与主串的对应位置，直到找到匹配或者遍历完所有可能的位置。实现时需注意边界条件的处理，避免数组越界。
2. **KMP算法**：一种高效的字符串搜索算法，利用模式串的部分匹配信息来减少不必要的比较。实现KMP算法需要构建一个前缀函数数组，用以记录模式串的最长相同前后缀的长度，进而提高搜索效率。
### 三、实验要求
1. **独立完成**：强调个人独立思考和动手能力的重要性。
2. **代码注释**：良好的注释习惯有助于代码的可读性和维护性，也是编程素养的重要体现。
3. **实验前准备与实验后总结**：预习实验内容，确保实验前已做好充分准备；实验结束后，认真总结经验教训，撰写实验报告。
4. **源代码调试与提交**：实验报告中的源代码必须经过调试，确保无误后再提交。同时，程序运行界面应包含班级、座号和姓名等信息，增强程序的个性化和可追溯性。
通过本次实验，不仅能够加深对串这一数据结构的理解，还能提升编程实践能力，为后续更复杂的数据结构学习打下坚实的基础。
