数据结构|存储方式：如何理解并实现串的定长顺序存储方法

📚 数据结构大揭秘：定长顺序存储让字符串“住”进固定小窝 🏠

💻 想象一下，你正在开发一个文本编辑器，用户输入的每个字符都需要被妥善保存，突然，产品经理甩来需求：“必须保证内存占用绝对可控！”这时候，定长顺序存储就像一个“规划大师”，用固定大小的数组给字符串安排得明明白白，今天咱们就扒一扒这种存储方式的底层逻辑和实现技巧！

🔍 什么是定长顺序存储？

就是给字符串分配一个固定长度的连续内存空间，就像给每个字符串安排一个“独栋小别墅”，比如定义 #define MAX_SIZE 100，所有字符串都住进这个100平米的房子里，超出的部分会被无情“截断”。

特点速览：

• ✅ 访问速度：O(1)时间随机访问字符（数组下标直接定位）
• ❌ 空间浪费：短字符串住大房子，空余房间无法转租
• 🔪 截断风险：长字符串入住会被保安（代码）砍掉超长部分

🏗️ 底层数据结构长这样

用C语言举个栗子,我们给字符串结构体开“两室一厅”：

#define MAX_LEN 255  // 小区最大户型
typedef struct {
    char ch[MAX_LEN + 1];  // 255平米的房间（+1是给'\0'留车位）
    int length;            // 实际住了多少个字符
} SString;

关键设计：

• ch[]数组：连续存储字符，末尾默认加\0表示结束（也可以像某些实现那样用length字段记录长度）
• length字段：避免每次都要strlen()遍历计算长度

🛠️ 核心操作实现指南

初始化：给新字符串办“房产证”

void InitString(SString *s) {
    s->length = 0;  // 空房状态，length=0
}

赋值：帮字符串“搬家”

bool StrAssign(SString *s, const char *chars) {
    int len = strlen(chars);
    if (len > MAX_LEN) return false;  // 户型太小，装不下！
    strcpy(s->ch, chars);
    s->length = len;
    return true;
}

连接：两套房合并（可能触发“拆迁”）

bool Concat(SString *result, SString s1, SString s2) {
    if (s1.length + s2.length > MAX_LEN) {
        // 户型太小，只能保留部分
        memcpy(result->ch, s1.ch, s1.length);
        memcpy(result->ch + s1.length, s2.ch, MAX_LEN - s1.length);
        result->length = MAX_LEN;
        return false;  // 标记为“截断版”
    }
    strcpy(result->ch, s1.ch);
    strcat(result->ch, s2.ch);
    result->length = s1.length + s2.length;
    return true;  // 完整合并成功！
}

子串提取：精准“分割”房间

bool SubString(SString *sub, SString s, int pos, int len) {
    if (pos < 0 || pos > s.length || len < 0 || pos + len > s.length)
        return false;  // 非法操作！
    strncpy(sub->ch, s.ch + pos, len);
    sub->length = len;
    return true;
}

⚡ 性能大PK：定长 vs 动态数组

🌰 实战案例：用户昵称存储

假设要开发一个用户系统,昵称最长允许8个汉字（16个字节）：

#define NICKNAME_MAX 16
typedef struct {
    char name[NICKNAME_MAX];
    int len;
} UserName;
// 注册时处理昵称
bool RegisterUser(UserName *user, const char *input) {
    if (strlen(input) >= NICKNAME_MAX) {
        // 截断并提示用户
        strncpy(user->name, input, NICKNAME_MAX - 1);
        user->name[NICKNAME_MAX - 1] = '\0';
        user->len = NICKNAME_MAX - 1;
        return false;
    }
    strcpy(user->name, input);
    user->len = strlen(input);
    return true;
}

💡 优化技巧

1. 预分配策略：对高频短字符串（如状态码）直接使用#define常量，避免初始化开销
2. 哨兵值优化：在数组末尾预留一个位置存length，省去单独字段（但会减少实际可用空间）
3. 内存对齐：按CPU字长对齐数组起始地址，提升访问速度