今天再来认识一个强大的数据结构。
字典树又称单词查找树,Trie树,是一种树形结构,是一种哈希树的变种。典型应用是用于统计,排序和保存大量的字符串(但不仅限于字符串),所以经常被搜索引擎系统用于文本词频统计。它的优点是:利用字符串的公共前缀来减少查询时间,最大限度地减少无谓的字符串比较,查询效率比哈希树高。
就像这么一棵树,0号点为根节点,这里的节点编号没有多大意义。
看到这棵树首先要注意到这可树上储存的元素(也就是字母)都是储存在树的边上,而不是节点上,节点只是为了让父亲节点知道自己的儿子节点是多少号,便于向下深入。
定义一个二维数组tree[i][j],表示第i个节点与tree[i][j]之间的边储存着j (好难解释啊qwq),举个例子就好明白了:
看上图,tree[1]['b']=2,tree[2]['f']=4.
trie树中每个节点的左右孩子编号没有特殊限制。
插入(insert)
开始初始节点是root=0;tot表示用了多少个节点。
当我们插入一串字符,例如:yyfissb.
首先我们知道tree[root]['y']值为0,也就是没有连边,现在我们用一个节点,tot++,tree[root]['y']=tot=1;
插入以后,这是一个连续的单词,我们就不能再从根节点向外连边了,现在root = tree[root]['y'] = 1.
那么再插入下个y值,确认tree[root(1)]['y']值为0,tot++,再次连边tree[root]['y']=tot,root=tree[root]['y']。
直到插入完b为止。
注意:root不能直接等于tot,因为可能已经存在连边,tot值不会改变。
实现代码:
void insert()//插入单词s
{
len=strlen(s);//单词s的长度
root=;//根节点编号为0
for(int i=;i<len;i++)
{
int id=s[i]-'a';//第二种编号
if(!trie[root][id])//如果之前没有从root到id的前缀
trie[root][id]=++tot;//插入,tot即为第一种编号
root=trie[root][id];//顺着字典树往下走
}
}
查询(search)
1.查询单词字符前缀
和插入的写法差不多。
插入时我们一个一个的按单词顺序在树中不断找边,若有连边直接线下==向下找,没有连边就建边。
同样查询时,有连边是不断向下深入,而发现没有连边了,那么表明这个单词前缀没有出现过。
拿查询字符串dfzk来说:
开始root=0, tree[root]['d']=7 ,root=tree[root]['d'].
root=7, tree[root]['f']=8,root=tree[root]['f'].
root=8,tree[root]['z']=9,root=tree[root]['z'].
root=9,tree[root]['z']=0,未查询到,表明不存在前缀为‘dfzk’的字符串。
bool find()
{
len=strlen(s);
root=;//从根结点开始找
for(int i=;s[i];i++)
{
int x=s[i]-'a';//
if(trie[root][x]==) return false;//以root为头结点的x字母不存在,返回0
root=trie[root][x];//为查询下个字母做准备,往下走
}
return true;//找到了
}
2.查询单词是否出现过以。
我们可以再定义一个bool型数组,在每个新单词插入时,最后在结尾节点处进行标记,表明有单词在此处结尾,查询时当这一串字符不能查询到最后一定不存在,查询到最后是判断节点处是否有标记。
3.查询单词或前缀出现的次数
若要查询单词出现的次数,上边的bool型可以直接改为int,结尾处每次++。
查询前缀出现的次数,路径上所有经过的节点每次都++。
int search()
{
root=;
len=strlen(s);
for(int i=;i<len;i++)
{
int id=s[i]-'a';
if(!trie[root][id]) return ;
root=trie[root][id];
}//root经过此循环后变成前缀最后一个字母所在位置的后一个位置
return sum[root];//因为前缀后移了一个保存,所以此时的sum[root]就是要求的前缀出现的次数
}
查询是否出现过代码
/*
trie tree的储存方式:将字母储存在边上,边的节点连接与它相连的字母
trie[rt][x]=tot:rt是上个节点编号,x是字母,tot是下个节点编号
*/
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#define maxn 2000010
using namespace std;
int tot=,n;
int trie[maxn][];
//bool isw[maxn];查询整个单词用
void insert(char *s,int rt)
{
for(int i=;s[i];i++)
{
int x=s[i]-'a';
if(trie[rt][x]==)//现在插入的字母在之前同一节点处未出现过
{
trie[rt][x]=++tot;//字母插入一个新的位置,否则不做处理
}
rt=trie[rt][x];//为下个字母的插入做准备
}
/*isw[rt]=true;标志该单词末位字母的尾结点,在查询整个单词时用到*/
}
bool find(char *s,int rt)
{
for(int i=;s[i];i++)
{
int x=s[i]-'a';
if(trie[rt][x]==)return false;//以rt为头结点的x字母不存在,返回0
rt=trie[rt][x];//为查询下个字母做准备
}
return true;
//查询整个单词时,应该return isw[rt]
}
char s[];
int main()
{
tot=;
int rt=;
scanf("%d",&n);
for(int i=;i<=n;i++)
{
cin>>s;
insert(s,rt);
}
scanf("%d",&n);
for(int i=;i<=n;i++)
{
cin>>s;
if(find(s,rt))printf("YES\n");
else printf("NO\n");
}
return ;
}
查询前缀出现的次数代码
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
int trie[][],len,root,tot,sum[];
bool p;
int n,m;
char s[];
void insert()
{
len=strlen(s);
root=;
for(int i=;i<len;i++)
{
int id=s[i]-'a';
if(!trie[root][id]) trie[root][id]=++tot;
sum[trie[root][id]]++;//前缀后移一个位置保存
root=trie[root][id];
}
}
int search()
{
root=;
len=strlen(s);
for(int i=;i<len;i++)
{
int id=s[i]-'a';
if(!trie[root][id]) return ;
root=trie[root][id];
}//root经过此循环后变成前缀最后一个字母所在位置的后一个位置
return sum[root];//因为前缀后移了一个保存,所以此时的sum[root]就是要求的前缀出现的次数
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(int i=;i<=n;i++)
{
cin>>s;
insert();
}
scanf("%d",&m);
for(int i=;i<=m;i++)
{
cin>>s;
printf("%d\n",search());
}
}