本文主要作为自己的学习笔记,并不具备过多的指导意义。
前缀树
何为前缀树
前缀树又名字典树,单词查找树,Trie树,是一种多路树形结构,是哈希树的变种,和hash效率有一拼,是一种用于快速检索的多叉树结构。多用于词频搜索或者模糊查询。
查询时只与单样本长度有关,而与样本量无关。
举例:
给出一组单词,inn, int, at, age, adv,ant, 我们可以得到下面的Trie:
如此,在进行依次输入进行查询时。只需要顺着之前的树继续查询即可,而不需要每次修改字符串都遍历所有信息。
在删除了字符时,也只需要回滚到上层即可。
基本代码结构
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树节点
一个多叉树结构的节点。前缀树的功能,取决于节点的健壮性。
//前缀树节点public class TrieNode { public var end :Bool //是否为某个单词最后节点,查询用 public var path :Int //记录有几个字符串经过了这个节点,删除用 public var nexts:Dictionary//子树路径,基本功能 public init() { self.end = false self.nexts = Dictionary.init() self.path = 0 }}复制代码
其中子树路径,如果只存储字符串的话。当样本量太大可以干脆使用数组[26]
的形式存储。
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前缀树结构
持有一个根节点,具备增删改查的功能
//前缀树public class Trie { private var root:TrieNode public init() { self.root = TrieNode.init() } /// 添加字符串 public func insert(word:String) { ... } //查找 public func search(word:String) -> Bool { ... } //删除 public func delete(word:String) { ... }}复制代码
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插入数据
将字符串按字母分割,从根节点依次追加进前缀树
需要注意如果树中已经存在该节点路径,则复用
/// 添加字符串public func insert(word:String) { if word == nil { return } let strs = wordToArr(word: word) if strs.count == 0 { return } //从根节点开始建立前缀树 var node = root for i in 0..
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查找数据
查找与插入类似,但需要判断最后一个节点的end属性是否被标记
//查找public func search(word:String) -> Bool { if word == nil { return false } let strs = wordToArr(word: word) if strs.count == 0 { return false } //从根节点开始建立前缀树 var node = root for i in 0..
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删除数据
先类似查找的方式确定是否存在该数据,然后尝试删除。
每次删除,其实是将节点的path属性-1。当path属性==0时,从上级节点的nexts列表中remove掉该节点即可return结束。
//删除public func delete(word:String) { if word == nil { return } let strs = wordToArr(word: word) if strs.count == 0 { return } //尝试查找指定字符串,并且保存在nodes备用 var node = root var nodes : [TrieNode] = Array.init() nodes.append(node) for i in 0..
前缀树的应用
- 字符串的快速检索 前缀树的查询时间复杂度是O(L),L是字符串的长度。所以效率还是比较高的。字典树的效率比hash表高。
- 字符串排序 多叉树本身已经是有序的,只要按照每层都先遍历低位节点的方式即可。
后缀树
相对于前缀树来说,后缀树并不是针对大量字符串的,而是针对一个或几个字符串来解决问题。比如字符串的回文子串,两个字符串的最长公共子串等等。
比如blanana
这个单词,在后缀树的结构中将以如下结构展现(为了方便看到后缀,我没有合并相同的前缀)
后缀树的应用
- 查找字符串
an
是否在banana
中 如上图所致,a
+n
的节点顺序已经存在于后缀树中,所以返回true
- 查找字符串
a
+n
在banana
中重复的次数。 如上图所致,a
+n
中n
节点的path
计数为2,所以重复次数为2.