Trie树

Trie(字典树)可以保存一些字符串->值得对应关系,其实它和hashmap的功能相同,以key-value映射的方式用空间换时间。(只不过Trie的key往往就是字符串)

Trie 的强大之处就在于它的时间复杂度。它的插入和查询时间复杂度都为 O(k) ,其中 k 为 key(也就是字符串的size) 的长度,与 Trie 中保存了多少个元素无关。Hash 表号称是 O(1) 的,但在计算 hash 的时候就肯定会是 O(k) ,而且还有碰撞之类的问题;Trie 的缺点是空间消耗很高。

Trie树有一些特性:
1)根节点不包含字符,除根节点外每一个节点都只包含一个字符。
2)从根节点到某一节点,路径上经过的字符连接起来,为该节点对应的字符串。
3)每个节点的所有子节点包含的字符都不相同。
4)如果字符的种数为n,则每个结点的出度为n,这也是空间换时间的体现,浪费了很多的空间。
5)插入查找的复杂度为O(n),n为字符串长度。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
struct Trie_node
{
bool exist;
Trie_node* next[26];
int count;
};
Trie_node* createTrie()
{
Trie_node* root = new Trie_node();
root->count = 0;
root->exist = false;
memset(root->next, 0, sizeof(root->next));
return root;
}
void deleteTrie(Trie_node* root)
{
for (int i = 0; i < 26; ++i)
{
if (root->next[i] != NULL)
deleteTrie(root->next[i]);
}
delete root;
}
void insert(Trie_node* root, string word)
{
int nb = word.size();
if (nb == 0) return;
Trie_node* pt = root;
root->count++;
for (int i = 0; i < nb; ++i)
{
int p = word[i] - 'a';
if (pt->next[p] == NULL)
{
Trie_node* tt = new Trie_node();
tt->count = 1;
memset(tt, NULL, sizeof(tt->next));
if (i == nb - 1)
tt->exist = true;
else
tt->exist = false;
pt->next[p] = tt;
}
else
{
pt->next[p]->count++;
if (i == nb - 1)
pt->next[p]->exist = true;
}
pt = pt->next[p];
}
return;
}
int find(Trie_node* root, string word)
{
int nb = word.size();
if (nb == 0) return 0;
Trie_node* pt = root;
for (int i = 0; i < word.size(); ++i)
{
int p = word[i] - 'a';
if (pt->next[p] == NULL) return 0;
if (i == nb - 1) return pt->next[p]->count;
else
pt = pt->next[p];
}
}
int Trie_main()
{
int N, M;
vector<string> words;
vector<string> searches;
scanf("%d", &N);
getchar();
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
string temp;
getline(cin, temp);
words.push_back(temp);
}
scanf("%d", &M);
getchar();
for (int i = 0; i < M; ++i)
{
string temp;
getline(cin, temp);
searches.push_back(temp);
}
Trie_node* root = createTrie();
for (int i = 0; i < words.size(); ++i)
{
insert(root, words[i]);
}
for (int i = 0; i < searches.size(); ++i)
{
printf("%d\n", find(root, searches[i]));
}
deleteTrie(root);
return 0;
}