javascript实现数据结构：串--定长顺序存储表示以及kmp算法实现
串（string）（或字符串）是由零个或多个字符组成的有限序列。串中字符的数目称为串的长度。零个字符的串称为空串（null string），它的长度为零。
串中任意个连续的字符组成的子序列称为该串的子串。包含子串的串相应地称为主串。通常称字符在序列中的序号为该字符在串中的位置。子串在主串中的位置则以子串的第一个字符在主串中的位置来表示。
只有当两个串的长度相等，并且各个对应位置的字符都相等时才相等。
串有3种机内表示方法：
* 1.定长顺序存储表示
* 2.堆分配存储表示
* 3.串的块链存储表示
定长顺序存储表示：
类似于线性表的顺序存储结构，用一组地址连续的存储单元存储串值得字符序列。在串的定长顺序存储结构中，按照预定义的大小，为每个定义的串变量分配一个固定长度的存储区，则可用定长数组来描述。
以下标为0的数组分量存放串的实际长度：
结构图：
实现：
1 function SString() { 2 this.MAXSTRLEN = 10; 3 } 4 5 exports.SString = SString; 6 SString.prototype = { 7 constructor: SString, 8 // 返回由s1和s2连接而成的新串 9 concat: function (s2) { 10 var t = new SString(); 11 // 未截断 12 if (this[0] + s2[0] <= this.MAXSTRLEN) { 13 copyStr2T(this); 14 copyStr2T(s2, this[0]); 15 t[0] = this[0] + s2[0]; 16 17 // 截断 18 } else if (this[0] < this.MAXSTRLEN) { 19 copyStr2T(this); 20 copyStr2T(s2, this[0], this.MAXSTRLEN - this[0]); 21 t[0] = this.MAXSTRLEN; 22 23 // 截断（仅取s1） 24 } else { 25 copyStr2T(this, 0, this.MAXSTRLEN); 26 t[0] = this[0] = this.MAXSTRLEN; 27 } 28 29 return t; 30 31 function copyStr2T(str, start, end) { 32 start = start || 0; 33 for (var i = 1, len = end || str[0]; i <= len; i++) { 34 t[start + i] = str[i]; 35 } 36 } 37 }, 38 substring: function (position, len) { 39 position = ~~position || 0; 40 len = ~~len || this[0]; 41 if (position < 0 || position > this[0] - 1 || len < 0 || len > this[0] - position) 42 throw new Error('unexpected parameter'); 43 44 var sub = new SString(); 45 for (var i = 1; i <= len; i++) { 46 sub[i] = this[position + i - 1]; 47 } 48 sub[0] = len; 49 50 return sub; 51 }, 52 toString: function () { 53 var str = ''; 54 for (var i = 1; this[i]; i++) { 55 str += this[i]; 56 } 57 return str; 58 }, 59 // 返回子串sstring在主串中的第position个字符之后的位置 60 index: function (sstring, position) { 61 var i = position || 0; 62 var j = 1; 63 64 while (i <= this[0] && j <= sstring[0]) { 65 if (this[i] === sstring[j]) { 66 i++; 67 j++; 68 } else { 69 i = i - j + 2; 70 j = 1; 71 } 72 } 73 74 return j > sstring[0] ? i - sstring[0] : -1; 75 }, 76 kmpIndex: function (sstring, position) { 77 var i = position || 0; 78 var j = 1; 79 var next = getNext(sstring); 80 81 while (i <= this[0] && j <= sstring[0]) { 82 if (j === 0 || this[i] === sstring[j]) { 83 ++i; 84 ++j; 85 } else { 86 j = next[j]; 87 } 88 } 89 90 return j > sstring[0] ? i - sstring[0] : -1; 91 } 92 }; 93 94 function getNext(sstring) { 95 var i = 1; 96 var next = {1: 0}; 97 var j = 0; 98 99 while (i < sstring[0]) { 100 if (j === 0 || sstring[i] === sstring[j]) { 101 if(sstring[++i] !== sstring[++j]){ 102 next[i] = j; 103 } else { 104 next[i] = next[j]; 105 } 106 // next[++i] = ++j; 107 } else { 108 j = next[j]; 109 } 110 } 111 112 return next; 113 } 114 115 var a = new SString(); 116 var b = new SString(); 117 for (var i = 0; i < 4; i++) { 118 a[i + 1] = i + ''; 119 b[i + 1] = i + ''; 120 } 121 a[0] = b[0] = 4; 122 var t = a.concat(b); 123 console.log(t + ''); // 01230123 124 125 var d = new SString(); 126 var str = 'acabaabaabcacaabc'; 127 for(i = 0; i < str.length; i++){ 128 d[i + 1] = str[i]; 129 } 130 d[0] = str.length; 131 132 var c = new SString(); 133 str = 'abaabc'; 134 for(i = 0; i < str.length; i++){ 135 c[i + 1] = str[i]; 136 } 137 c[0] = str.length; 138 139 console.log(d.index(c)); 140 console.log(d.kmpIndex(c));
单元测试代码：
1 describe('SString tests', function(){ 2 var a = new SString(); 3 var b = new SString(); 4 5 it('should concat without break strings', function(){ 6 for(var i = 0; i < 4; i++){ 7 a[i + 1] = i + ''; 8 b[i + 1] = i + ''; 9 } 10 a[0] = b[0] = 4; 11 12 var t = a.concat(b); 13 console.log(a); 14 console.log(b); 15 expect(t[0]).toBe(8); 16 expect(t + '').toBe('01230123'); 17 }); 18 19 it('should break strings of b', function(){ 20 for(var i = 0; i < 7; i++){ 21 b[i + 1] = i + ''; 22 } 23 b[0] = 7; 24 25 var t = a.concat(b); 26 console.log(a); 27 console.log(b); 28 expect(t[0]).toBe(10); 29 expect(t + '').toBe('0123012345'); 30 }); 31 32 it('should break strings of a', function(){ 33 for(var i = 4; i < 10; i++){ 34 a[i + 1] = i + ''; 35 } 36 a[0] = 10; 37 38 var t = a.concat(b); 39 console.log(a); 40 console.log(b); 41 expect(t[0]).toBe(10); 42 expect(t + '').toBe('0123456789'); 43 }); 44 45 it('should get substring', function(){ 46 console.log(a); 47 var t = a.substring(1, 10); 48 expect(t + '').toBe('0123456789'); 49 50 t = a.substring(3, 5); 51 expect(t + '').toBe('23456'); 52 }); 53 });
在顺序存储结构中，实现串操作的原操作为“字符串序列的复制”，操作时间复杂度基于复制的字符串序列的长度。
另一操作特点是，如果在操作中出现串值序列的长度超过MAXSTRLEN时，约定用截尾法处理，这种情况不仅在求连接串时可能发生，在串的其他操作中，如插入，置换等也可能发生，克服这个弊病唯有不限定串长的最大长度，即动态分配串值的存储空间。
