Java中關於字典樹的算法實現

Posted on by

字典樹（前綴樹）算法實現

前言

字典樹，又稱單詞查找樹，是一個典型的 一對多的字符串匹配算法。“一”指的是一個模式串，“多”指的是多個模板串。字典樹經常被用來統計、排序和保存大量的字符串。它利用字符串的公共前綴來減少查詢時間，最大限度地減少無謂的字符串比較。

字典樹有3個基本性質：

  1. 根節點不包含字符，其餘的每個節點都包含一個字符；
  2. 從根節點到某一節點，路徑上經過的字符連接起來，為該節點對應的字符串；
  3. 每個節點的所有子節點包含的字符都不相同。

pass參數：代表從這個點經過的單詞數量。root根即就是整棵樹有多少單詞。

end參數： 代表在這個點結束的單詞有幾個。例如： 上圖有兩個 hello，在o結點的end參數就是2。

實現的基本功能： 增刪查。

算法解析

首先是結點的參數：

public class Node {
    public int pass;
    public int end;
    public Node[] nexts; //下一個字母的地址
    
    public Node() {
        pass = 0;
        end = 0;
        nexts = new Node[26]; //這裡我們就以小寫字母為例
    }
}

下面就是基本功能的實現：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] arr = {"hello", "hello"};

        Trie root = new Trie();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            root.addWord(arr[i]);
        }
        //root.delWord("hello");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String s = sc.nextLine();

        if (root.searchWord(s) != 0) {
            System.out.println("該字典樹有這個" + s + " 單詞");
        }

    }
    public static class Node {
        public int pass;
        public int end;
        public Node[] nexts; //下一個字母的地址

        public Node() {
            pass = 0;
            end = 0;
            nexts = new Node[26];
        }
    }
    public static class Trie {
        private Node root;

        public Trie() {
            root = new Node();
        }
        //增加
        public void addWord(String str) {
            char[] arr = str.toCharArray();
            root.pass++;
            Node node = root;
            for (char s : arr) {
                int index = s - 'a'; //以相應的ASCII碼值差值，進行數組的下標存儲
                if (node.nexts[index] == null) {
                    node.nexts[index] = new Node();
                }
                node = node.nexts[index];
                node.pass++; //經過這個結點，pass就加1
            }
            node.end++;
        }

        //刪除
        public void delWord(String str) {
            //刪除之前，應該查詢一下這顆樹有沒有這個單詞
            while (searchWord(str) != 0) {
                char[] arr = str.toCharArray();
                Node node = root;
                  node.pass--;
                for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
                    int index = arr[i] - 'a';
                    node = node.nexts[index];
                    node.pass--;
                }
                node.end--;
            }
        }

        //查找
        public int searchWord(String str) {
            if (str == null) {
                return 0;
            }
            char[] arr = str.toCharArray();
            Node node = root;
            for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
                int index = arr[i] - 'a';
                if (node.nexts[index] == null) {
                    return 0;
                }
                node = node.nexts[index];
            }
            return node.end; //返回最後那一個結點的end值即可
        }
    }
}

到此這篇關於Java中關於字典樹的算法實現的文章就介紹到這瞭,更多相關Java 字典樹內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：