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  • 【转】后缀树 解析

    写这篇文章,主要是因为最近有个课题设计,里面用的字符串匹配。
    学习后缀树之前,先了解一下Trie这个数据结构

    Trie是一种 搜索树,可用于存储并查找字符串。Trie每一条边都对应一个字符。在Trie中查找字符串S时,只要按顺序枚举S的各个字符,从Trie的根节点开始选 择相应的边走,如果枚举完的同时恰好走到Trie树的叶子节点,说明S存在于Trie中。如果未到达叶子节点,或者枚举中未发现相应的边,则S没有被包含 在Trie中。





    后缀树就是一种压缩后的Trie树。
    比如 S:banana,对S建立后缀树。
    首先给出S的后缀们
    0:banana
    1:anana
    2:nana
    3:ana
    4:na
    5:a
    6:空
    为了更清楚的表示后缀,我们在后缀的后面加上$
    0:banana$
    1:anana$
    2:nana$
    3:ana$
    4:na$
    5:a$
    6:$

    然后对其进行分类:
    5: a$
    3: ana$
    1: anana$

    0: banana$

    4: na$
    2: nana$

    6: $

    后缀树的应用:
    example 1:在树中查找an(查找子字符串)
    example 2:统计S中出现字符串T的个数
    没出现一次T,都对应着一个不同的后缀,而这些后缀们又对应着同一个前缀T,因此这些后缀必定都属于同一棵子树,这棵子树的分支数就是T在S中出现的次数。


    example 3:找出S中最长的重复子串,所谓重复子串,是指出现了两次以上
    首先定义节点的 ”字符深度“ = 从后缀树根节点到每个节点所经过的字符串总长。找出有最大字符深度的非叶节点。则从根节点到该非叶节点所经过的字符串即为所求。

    后缀树的存储:
    为了节省空间,我们不在边上存储字符串,而是存储该字符串在原串中的起止位置。空间复杂度O(n)

    后缀树的构造:
    最简单的方法,使用Trie的构造方法,时间复杂度为O(n^2)
    后缀树也可以在O(n)的时间复杂度内构造,但比较复杂

    基本思路:先向后缀树中插入最长的后缀串(S本身),其次插入次长的后缀串,以此类推,最后插入空串。
    定义后缀链接(Suffix Link)=从节点A指向节点B的指针,B所表示的子串是A所表示的子串的最长后缀。既,根节点到A所经过的字符串s=aw,则从根节点到B所经过的字符串为w。

    算法所用符号描述:


    后缀树的构造,算法流程:
    1)定义SL(root)=root,首先插入S,此时后缀树仅有两个节点。
    2)设已经插入了S(i),现在要插入S(i+1),分两种情况讨论:
    1:P(S(i))在插入之前已经存在,(如,na,ana,a是na的parent),则P(S(i))有后缀链接,令u=SL(P(S(i))),从u开始沿着树往下查找,在合适的地方插入
    2:P(S(i)) 是插入S(i)过程中产生的,此时G(S(i))必定存在并有后缀链接,比如(na,ana,bana),令 u=SL(G(S(i))),w=W(G(S(i)),P(S(i))).从u开始,对w进行快速定位,并找到节点v(v可能需要分割边来得到)。令 SL(G(S(i)))指向v,从v开始沿着树往下查找,在合适的地方插入新的节点
    不断重复以上步骤,即可完成后缀树的构造。

    http://hi.baidu.com/no1_think/item/7f1d053c783b2beadf222148

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