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  • 字典树

        字典树:又称为Trie,是一种用于快速检索的多叉树结构。Trie把要查找的关键词看作一个字符序列,并根据构成关键词字符的先后顺序构造用于检索的树结构;一棵m度的Trie树或者为空,或者由m棵m度的Trie树构成。

    在Trie树中查找一个关键字的时间和树中包含的结点数无关,而取决于组成关键字的字符数。

    如果要查找的关键字可以分解成字符序列且不是很长,利用Trie树查找速度优于二叉查找树。

    若关键字长度最大是5,则利用Trie树,利用5次比较可以从265=11881376个可能的关键字中检索出指定的关键字。而利用二叉查找树至少要进行log2265=23.5次比较。

    字典树的基本功能是用来查询某个单词(前缀)在所有单词中出现次数的一种数据结构,它的插入和查询复杂度都为O(len),Len为单词(前缀)长度,但是它的空间复杂度却非常高,如果字符集是26个字母,那每个节点的度就有26个,典型的以空间换时间结构。

    字典树基本模板:

    #define  MAX    26 //字符集大小

    typedef struct TrieNode

    {

        int nCount; //记录该字符出现次数

        struct TrieNode *next[MAX];

    }TrieNode;

     

    TrieNode Memory[1000000];

    int allocp = 0;

     

    /*初始化*/

    void InitTrieRoot(TrieNode **pRoot)

    {

        *pRoot = NULL;

    }

     

    /*创建新结点*/

    TrieNode *CreateTrieNode()

    {

        int i;

        TrieNode *p;

     

        p = &Memory[allocp++];

        p->nCount = 1;

        for(i = 0 ; i < MAX ; i++)

        {

            p->next[i] = NULL;

        }

        return p;

    }

     

    /*插入*/

    void InsertTrie(TrieNode **pRoot , char *s)

    {

        int i , k;

        TrieNode *p;

     

        if(!(p = *pRoot))

        {

            p = *pRoot = CreateTrieNode();

        }

        i = 0;

        while(s[i])

        {

            k = s[i++] - 'a'; //确定branch

            if(p->next[k])

               p->next[k]->nCount++;

            else

                p->next[k] = CreateTrieNode();

            p = p->next[k];

        }

    }

     

    //查找

    int SearchTrie(TrieNode **pRoot , char *s)

    {

        TrieNode *p;

        int i , k;

     

        if(!(p = *pRoot))

        {

            return 0;

        }

        i = 0;

        while(s[i])

        {

            k = s[i++] - 'a';

            if(p->next[k] ==NULL)    return 0;

            p = p->next[k];

        }

        return p->nCount;

    }

     

    统计难题(这里都用数组分配结点,用malloc分配太慢了)这题就是统计一组字符串中某前缀出现次数(字典树第一类应用),因此只要简单的套模板就行了(在节点中设置一个成员变量nCount,来记录该字符出现次数)

    #include <stdio.h>

    #define  MAX    26

     

    typedef struct TrieNode

    {

        int nCount;

        struct TrieNode *next[MAX];

    }TrieNode;

     

    TrieNode Memory[1000000];

    int allocp = 0;

     

    void InitTrieRoot(TrieNode **pRoot)

    {

        *pRoot = NULL;

    }

     

    TrieNode *CreateTrieNode()

    {

        int i;

        TrieNode *p;

     

        p = &Memory[allocp++];

        p->nCount = 1;

        for(i = 0 ; i < MAX ; i++)

        {

            p->next[i] = NULL;

        }

        return p;

    }

     

    void InsertTrie(TrieNode **pRoot , char *s)

    {

        int i , k;

        TrieNode *p;

     

        if(!(p = *pRoot))

        {

            p = *pRoot = CreateTrieNode();

        }

        i = 0;

        while(s[i])

        {

            k = s[i++] - 'a'; //确定branch

            if(p->next[k])

               p->next[k]->nCount++;

            else

                p->next[k] = CreateTrieNode();

            p = p->next[k];

        }

    }

     

    int SearchTrie(TrieNode **pRoot , char *s)

    {

        TrieNode *p;

        int i , k;

     

        if(!(p = *pRoot))

        {

            return 0;

        }

        i = 0;

        while(s[i])

        {

            k = s[i++] - 'a';

            if(p->next[k] ==NULL)    return 0;

            p = p->next[k];

        }

        return p->nCount;

    }

       

    int main(void)

    {

        char s[11];   

       

        TrieNode *Root = NULL;  

        InitTrieRoot(&Root);   

        while(gets(s) &&s[0]) 

        {      

            InsertTrie(&Root , s);

        }   

     

        while(gets(s))  

        {       

            printf("%d\n",SearchTrie(&Root , s));  

        }   

       

        return    0;

    }

     

    另外,下面是一个字典树的变种,数的每个节点不再存储字符,而是单词,利用strcmp,形成一个排序二叉树,利用这个结构,可以统计词频:

     

    #include <stdio.h>

    #include <ctype.h>

    #include <string.h>

    #include <stdlib.h>

    #define MAXWORD 100

    int open(char*Vocabulary,int mode);

     

    struct tnode{                //树的节点

           char *word;           //指向单词的指针

           int count;            //单词出现的次数

           struct tnode *left;   //左子节点

           struct tnode *right;  //右子节点

           };

     

    struct tnode *addtree(struct tnode *,char *);

    void treeprint(struct tnode *);

    int getword(char *,int);

     

    //单词出现频率的统计

    main()

    {

      struct tnode *root;

      char word[MAXWORD];

     

      root = NULL;

      while(getword(word,MAXWORD)!=EOF)

          if(isalpha(word[0]))

              root=addtree(root,word);

      treeprint(root);        

      return 0;

    }

    struct tnode *talloc(void);

    //char *strdup(char *s);

    //addtree函数:p的位置或者P的下方增加一个W节点

    struct tnode *addtree(struct tnode *p,char *w)

    {

           int cond;

          

           if(p==NULL){    //该单词是一个新单词

              p=talloc();  //创建一个新节点

              p->word=strdup(w);

              p->count=1;

             p->left=p->right=NULL;

           }elseif((cond=strcmp(w,p->word))==0)

              p->count++;   //新单词与节点中的单词匹配

           else if(cond<0)  //如果小于该节点中的单词,则进入左子树

              p->left=addtree(p->left,w);

           else             //如果大于该节点的单词,则进入右子树

             p->right=addtree(p->right,w);

           return p;

    }         

          

    //treeprint函数:按序列打印树P

    void treeprint(struct tnode *p)

    {

         if(p!=NULL){

            treeprint(p->left);   //左子树

            printf("%6d %s%\n",p->count,p->word);  //本身

            treeprint(p->right);  //右子树

         }

    }

    //getword:get next word or character input

    int getword(char *word,int lim)

    {

        int c,getch(void);

        void ungetch(int);

        char *w=word;

       

        while(isspace(c=getch()))

          ;

        if(c!=EOF)

           *w++=c;

        if(!isalpha(c)){

           *w='\0';

           return c;

        }

        for(;--lim>0;w++)

            if(!isalnum(*w=getch())){

               ungetch(*w);

               break;

            }

            *w='\0';

            return word[0];

    }                                    

    #define BUFSIZE 100

    char buf[BUFSIZE];

    int bufp=0;

    int getch(void)

    {

        return(bufp>0)?buf[--bufp]:getchar();

    }

    void ungetch(int c)

    {

         if(bufp>=BUFSIZE)

             printf("ungetch:toomany charactors\n");

         else

             buf[bufp++]=c;

    }

       

    #include <stdlib.h>

    //talloc函数:创建一个tnode

    struct tnode *talloc(void)

    {

           return (struct tnode*)malloc(sizeof(struct tnode));

    }   


    节选自:http://www.cnblogs.com/DiaoCow/archive/2010/04/19/1715337.html

    呵呵
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/gqtcgq/p/7247280.html
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