C语言数据结构之串插入操作

在C语言中，字符串是一种常见的数据类型，可以用字符数组来表示。当需要在字符串中插入新的字符时，就需要用到串插入操作。本文将详细讲解如何实现串插入操作。

串插入操作的实现

串插入操作的基本思路是：首先需要在插入位置后的字符串中腾出足够的空间，再把插入的内容拷贝到这个空间中。具体实现分以下步骤：

步骤1：计算需要插入位置的字符下标

需要将字符插入到字符串中的某个位置，首先需要知道这个位置的下标。一种简单的方法是从字符串的开头开始遍历，计算出需要插入位置的下标。

下面是示例代码：

char str[] = "hello world";
int insert_index = 6; // 在第6个字符后插入字符

步骤2：计算需要腾出的空间大小

由于需要在字符串中腾出空间，因此需要先计算出需要腾出的空间大小。这个空间大小应该足够大，能够容纳新增的字符。

下面是示例代码：

char insert_char = '!';
int insert_size = 1; // 插入一个字符
int str_len = strlen(str); // 计算字符串长度
int shift_size = str_len - insert_index; // 需要腾出的空间大小

步骤3：腾出空间

在腾出空间之前，需要先判断字符串是否超出数组存储范围。如果超出了存储范围，就需要重新分配一块更大的内存。

下面是示例代码：

if (str_len + insert_size > sizeof(str)) {
    // 如果字符串超出数组存储范围，重新分配内存
    char* new_str = (char*)malloc(str_len + insert_size + 1);
    if (new_str == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!");
        return -1;
    }
    strcpy(new_str, str);
    free(str);
    str = new_str;
}

如果字符串没有超出数组存储范围，就可以直接腾出空间。这里的实现方式是将插入位置后面的字符依次后移，空出需要插入的字符的位置。

下面是示例代码：

memmove(str + insert_index + insert_size, str + insert_index, shift_size);

步骤4：插入新的字符

在腾出空间之后，就可以将新的字符插入到指定位置。

下面是示例代码：

str[insert_index] = insert_char;

示例说明

示例1

假设原始字符串为"hello world"，需要在第6个字符后插入字符'!'，则需要进行如下操作。

char str[] = "hello world";
int insert_index = 6;
char insert_char = '!';
int insert_size = 1;
int str_len = strlen(str);
int shift_size = str_len - insert_index;

if (str_len + insert_size > sizeof(str)) {
    char* new_str = (char*)malloc(str_len + insert_size + 1);
    if (new_str == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!");
        return -1;
    }
    strcpy(new_str, str);
    free(str);
    str = new_str;
}

memmove(str + insert_index + insert_size, str + insert_index, shift_size);
str[insert_index] = insert_char;

printf("Result: %s", str);

输出结果为"hello !world"。

示例2

假设原始字符串为"hello"，需要在第0个字符后插入字符'!'，则需要进行如下操作。

char str[] = "hello";
int insert_index = 0;
char insert_char = '!';
int insert_size = 1;
int str_len = strlen(str);
int shift_size = str_len - insert_index;

if (str_len + insert_size > sizeof(str)) {
    char* new_str = (char*)malloc(str_len + insert_size + 1);
    if (new_str == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!");
        return -1;
    }
    strcpy(new_str, str);
    free(str);
    str = new_str;
}

memmove(str + insert_index + insert_size, str + insert_index, shift_size);
str[insert_index] = insert_char;

printf("Result: %s", str);

输出结果为"!hello"。

结论

通过以上步骤，我们可以实现C语言中的串插入操作。需要注意的是，在进行插入操作时需要注意字符串是否超出数组存储范围，在这种情况下需要重新分配内存。