Java中关于字典树的算法实现

Java中关于字典树的算法实现

字典树（前缀树）算法实现

前言

字典树，又称单词查找树，是一个典型的 一对多的字符串匹配算法。“一”指的是一个模式串，“多”指的是多个模板串。字典树经常被用来统计、排序和保存大量的字符串。它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。

字典树有3个基本性质：

根节点不包含字符，其余的每个节点都包含一个字符；

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；

每个节点的所有子节点包含的字符都不相同。

pass参数：代表从这个点经过的单词数量。root根即就是整棵树有多少单词。

end参数： 代表在这个点结束的单词有几个。例如： 上图有两个 hello，在o结点的end参数就是2。

实现的基本功能： 增删查。

算法解析

首先是结点的参数：

public class Node {

public int pass;

public int end;

public Node[] nexts; //下一个字母的地址

public Node() {

pass = 0;

end = 0;

nexts = new Node[26]; //这里我们就以小写字母为例

}

}

下面就是基本功能的实现：

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("该字典树有这个" + s + " 单词");

}

}

public static class Node {

public int pass;

public int end;

public Node[] nexts; //下一个字母的地址

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'; //以相应的ASCII码值差值，进行数组的下标存储

if (node.nexts[inyooIfDmdex] == null) {

node.nexts[index] = new Node();

}

node = node.nexts[index];

node.pass++; //经过这个结点，pass就加1

}

node.end++;

}

//删除

public void delWord(String str) {

//删除之前，应该查询一下这颗树有没有这个单词

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; //返回最后那一个结点的end值即可

}

}

}

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