string data type

Angol

Főnév

string data type (tsz. string data types)

(informatika) A string (karakterlánc, szöveg) egy olyan absztrakt adattípus (ADT), amely betűk, számok, írásjelek vagy más karakterek sorozatát reprezentálja. Az ADT szemléletben a string nem feltétlenül egy adott implementáció, hanem a karakterek sorozatával végrehajtható műveletek formális leírása.

A string ADT fő előnye, hogy a karakterláncokon végrehajtandó műveleteket egységesen, absztrakt módon lehet definiálni, függetlenül attól, hogy a háttérben milyen adattárolási megoldás van (pl. C-s karaktertömb, C++ std::string, Java String, Python str, stb.).

2. Műveletek (String ADT interface)

Egy általános String ADT a következő főbb műveleteket definiálja:

Művelet (Operation)	Leírás
`Create()`	Üres string létrehozása
`Length(s)`	A string hossza (karakterszám)
`IsEmpty(s)`	Üres-e a string?
`CharAt(s, i)`	Az i-edik karakter lekérdezése (indexelés)
`Concat(s1, s2)`	Két string összefűzése
`Substr(s, start, len)`	Részstring (szelet) lekérdezése
`Insert(s, pos, t)`	Egy string beszúrása másikba egy pozíciónál
`Delete(s, start, len)`	Részstring törlése
`Replace(s, old, new)`	Részstring cseréje
`Find(s, t)`	Egy részstring keresése egy másikban (pozícióval)
`Equals(s1, s2)`	Stringek egyenlősége

Haladóbbak:

Trim(s): whitespace eltávolítása elejéről-végéről
ToLower(s), ToUpper(s): kis- és nagybetűssé alakítás
Split(s, delimiter): feldarabolás szeparátor szerint

A műveletek visszatérési értéke általában egy új string (immutable model), vagy módosítják az eredetit (mutable model).

3. Absztrakt definíció példa

Formálisan a String ADT például így nézhet ki:

ADT String
  Operations:
    Create() → String
    Length(String s) → Integer
    CharAt(String s, Integer i) → Char
    Concat(String s1, String s2) → String
    Substr(String s, Integer start, Integer len) → String
    Insert(String s, Integer pos, String t) → String
    Delete(String s, Integer start, Integer len) → String
    Find(String s, String t) → Integer
    Equals(String s1, String s2) → Boolean
    ...

Az absztrakt adattípus NEM mondja meg, hogy hogyan tárolódnak a karakterek (array, linked list, rope, stb.), csak a műveletek jelentését és elvárt eredményét.

4. Implementációs lehetőségek

4.1. Statikus karaktertömb (C stílus)

Hátránya: Maximális hossz fix, túlcsordulás, nehézkes hossz-változtatás.
Előnye: Egyszerű, gyors indexelés.

4.2. Dinamikus karaktertömb (pl. C++ std::string)

Előnye: Hossz dinamikus, automatikus memóriakezelés, műveletek egyszerűen.
Hátránya: Sok karaktermozgatás, ha beszúrunk/kivágunk a közepén.

4.3. Láncolt lista (linked list of chars/blocks)

Előnye: Középre/más helyre beszúrás, törlés gyorsabb lehet.
Hátránya: Lassabb indexelés, több memóriát fogyaszt.

4.4. Rope (szalagos struktúra)

Előnye: Nagy stringeknél gyors beszúrás/törlés/szeletelés.
Hátránya: Összetettebb kezelés.

4.5. Immutábilis string (Java String, Python str)

Előnye: Biztonságos, egyszerű, több példány is hivatkozhat ugyanarra a memóriára.
Hátránya: Minden módosítás új példányt eredményez, sok kis módosításnál lassú/lehet pazarló.

5. Felhasználási területek

A string ADT az informatika egyik leggyakoribb adatszerkezete:

szöveges adatkezelés (input/output, fájlkezelés, feldolgozás)
keresés, cserék, szeparálás, elemzés (pl. szövegfeldolgozás, nyelvfeldolgozás, regex)
kommunikációs protokollok (pl. üzenetkezelés, adatátvitel)
adattárolás (kulcsok, azonosítók, üzenetek)
felhasználói felület kezelése (input mezők, logok, stb.)

6. Miért ADT a string?

Egységes műveletkészlet: A stringen végrehajtható műveletek minden nyelvben hasonlóak (összefűzés, keresés, részstring, csere, stb.)
Többféle implementáció: Belső működés rejtett a felhasználó elől, lehet optimalizálni az adott feladathoz.
Interfész-függetlenség: A programozó csak a műveleteket használja, nem törődik a belső ábrázolással.

7. Gyakorlati példák (pszeudokód/algoritmus)

// C++-ban (std::string használata mögött is ADT rejtőzik):
std::string s = "alma";
s = s + "fa";          // összefűzés: "almafa"
size_t i = s.find("fa"); // keresés: 4
s.replace(0, 4, "barack"); // csere: "barackfa"

ADT szintű leírás:

Concat("alma","fa") → "almafa"
Find("almafa", "fa") → 4
Replace("almafa", "alma", "barack") → "barackfa"

8. Előnyök és hátrányok

Előnyök:

Könnyű szöveges adatfeldolgozás
Egységes, biztonságos kezelés
Különböző implementációk válthatók, optimalizálhatók

Hátrányok:

Hosszabb stringeknél a sok másolás lassú lehet (ha nem rope, stb.)
Unicode, több bájtos karakterek (pl. UTF-8) kezelése komplexitást vihet a műveletekbe

9. String ADT és modern nyelvek

C++: std::string (dinamikus tömb), std::wstring (széles karakterek)
Java: String (immutable), StringBuilder (mutable)
Python: str (immutable), bytearray (bináris karakterlánc)
C: char + műveleti függvények (pl. strcpy, strcat, stb.)
Rust: String, &str
JavaScript: String (immutable)

Mindegyik mögött az ADT szemlélet áll!

10. Összegzés

A String ADT az egyik leggyakrabban használt absztrakt adattípus, amely nélkülözhetetlen a szoftverfejlesztésben és adatok feldolgozásában. Lehetővé teszi a karakterláncokon történő egységes műveletvégzést, függetlenül a konkrét implementációtól. A modern programozási nyelvek beépített string típusaiban az ADT-elvet követik, így az absztrakció révén a programozó a funkcionalitásra koncentrálhat, a megvalósítás részleteit a rendszerre bízza.

További információk

string data type - Szótár.net (en-hu)
string data type - Sztaki (en-hu)
string data type - Merriam–Webster
string data type - Cambridge
string data type - WordNet
string data type - Яндекс (en-ru)
string data type - Google (en-hu)
string data type - Wikidata
string data type - Wikipédia (angol)