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数据结构与算法-前缀树(字典树)

发布人:shili8 发布时间:2024-10-26 17:31 阅读次数:0

**前缀树(字典树)**

前缀树,也称为字典树,是一种特殊的 Trie 结构,它可以用于存储和检索字符串中的前缀。前缀是指一个字符串的前几个字符组成的序列。

**定义**

前缀树是一棵多叉树,每个结点代表一个字符串的前缀。每个结点包含以下信息:

* `char`:该结点所代表的字符。
* `children`:该结点的子结点,存储在一个哈希表中,以便快速查找和插入。
* `is_end_of_word`: 表示该结点是否是某个单词的最后一个结点。

**构建前缀树**

构建前缀树的过程如下:

1. 初始化一个空的 Trie 结构。
2. 遍历所有待插入的字符串,并将每个字符串中的字符逐一插入到 Trie 结构中。
3. 每次插入一个字符时,首先检查该结点是否已经存在。如果不存在,则创建一个新结点并将其添加到 Trie 结构中。
4. 如果结点已经存在,则继续向下查找直到找到一个空的结点或找到一个已经结束的单词。

**示例代码**

class TrieNode:
 def __init__(self):
 self.children = {}
 self.is_end_of_word = Falseclass Trie:
 def __init__(self):
 self.root = TrieNode()

 def insert(self, word: str) -> None:
 node = self.root for char in word:
 if char not in node.children:
 node.children[char] = TrieNode()
 node = node.children[char]
 node.is_end_of_word = True def search(self, word: str) -> bool:
 node = self.root for char in word:
 if char not in node.children:
 return False node = node.children[char]
 return node.is_end_of_word# 测试代码trie = Trie()
words = ["apple", "banana", "orange"]
for word in words:
 trie.insert(word)

print(trie.search("apple")) # Trueprint(trie.search("banana")) # Trueprint(trie.search("orange")) # Trueprint(trie.search("grape")) # False


**前缀树的应用**

前缀树有许多实用应用,例如:

* **自动补全**: 当用户输入一个字符串时,可以使用前缀树快速找到匹配的单词。
* **文本搜索**: 前缀树可以用于快速检索文本中的特定单词或短语。
* **密码验证**: 前缀树可以用于快速检查密码是否符合某些规则。

**总结**

前缀树是一种特殊的 Trie 结构,它可以用于存储和检索字符串中的前缀。它有许多实用应用,例如自动补全、文本搜索和密码验证。通过使用前缀树,可以快速找到匹配的单词或短语,从而提高系统的效率和准确性。

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