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  • 字典树

    字典是干啥的?查找字的。

    字典树自然也是起查找作用的。查找的是啥?单词。

    看以下几个题:

    1、给出n个单词和m个询问,每次询问一个单词,回答这个单词是否在单词表中出现过。

    答:简单!map,短小精悍。

    好。下一个

    2、给出n个单词和m个询问,每次询问一个前缀,回答询问是多少个单词的前缀。

    答:map,把每个单词拆开。

    judge:n<=200000,TLE!

    这就需要一种高级数据结构——Trie树(字典树)

    假设所有单词都只由小写字母构成

    对cat,cash,app,apple,aply,ok 建一颗字典树,建成之后如下图所示

    由此可以看出:

    1、字典树用边表示字母

    2、有相同前缀的单词公用前缀节点,那我们可以的得出每个节点最多有26个子节点(在单词只包含小写字母的情况下)

    3、整棵树的根节点是空的。为什么呢?便于插入和查找,这将会在后面解释。

    4、每个单词结束的时候用一个特殊字符表示,图中用的‘′,那么从根节点到任意一个‘’所经过的边的所有字母表示一个单词。

    A、insert,插入一个单词

    1.思路

      从图中可以直观看出,从左到右扫这个单词,如果字母在相应根节点下没有出现过,就插入这个字母;否则沿着字典树往下走,看单词的下一个字母。

      这就产生一个问题:往哪儿插?计算机不会自己选择位置插,我们需要给它指定一个位置,那就需要给每个字母编号。

      我们设数组trie[i][j]=k,表示编号为i的节点的第j个孩子是编号为k的节点。

     什么意思呢?

     这里有2种编号,一种是i,k表示节点的位置编号,这是相对整棵树而言的;另一种是j,表示节点i的第j的孩子,这是相对节点i而言的。

     不理解?看图

     还是单词cat,cash,app,apple,aply,ok 

     我们就按输入顺序对其编第一种号,红色表示编号结果。因为先输入的cat,所以c,a,t分别是1,2,3,然后输入的是cash,因为c,a是公共前缀,所以从s开始编,s是4,以此类推。

    注意这里相同字母的编号可能不同

     

     第二种编号,相对节点的编号,紫色表示编号结果。

    因为每个节点最多有26个子节点,我们可以按他们的字典序从0——25编号,也就是他们的ASCLL码-a的ASCLL码。

    注意这里相同字母的编号相同

     实际上每个节点的子节点都应该从0编到——25,但这样会发现许多事根本用不到的。比如上图的根节点应该分出26个叉。节约空间,用到哪个分哪个。

     这样编号有什么用呢?

    回到数组trie[i][j]=k。 数组trie[i][j]=k,表示编号为i的节点的第j个孩子是编号为k的节点。

    那么第二种编号即为j,第一种编号即为i,k

    建树;

    结构体方法:建树加插入

    struct node{
        bool flag;
        struct *next[26];
    }*next;
    
    void insert(char *s){
        node *p = root;
        for(int i=0;s[i];i++){
            int x = s[i]-'a';
            if(p->next[x]==NULL){
                p->next[x] = new node;
            }
            p = p->next[x];
        }
        p->flag = true;
    }

    查找find:

    bool find(char *s){
        node *p = root;
        for(int i=0;s[i];i++){
            int x = s[i]-'a';
            if(p->next[x]==NULL){
                return false;
            }
            p = p->next[x];
        }
        return true;
    }

    用指针大多数要释放内存:

    void delete(node *p){
        if(p!=NULL){
            for(int i=0;i<26;i++){
                if(p->next[i]!=NULL){
                    delete(p->next[i]);
                }
            }
        }else
            return ;
        free(p);
        return ;
    }

    用数组表示:

    建树+插入

    int tree[100000*26][26];
    int val[100000*26];
    int pos = 1;
    
    void insert(char *s){
        int root = 0;
        for(int i=0;s[i];i++){
            int x = s[i]-'a';
            if(!tree[root][x]){
                tree[root][x] = pos++;
            }
            root = tree[root][x];
        }
        val[root] = 1;
    }

    查找:

    bool find(char *s){
        int root = 0;
        for(int i=0;s[i];i++){
            int x = s[i]-'a';
            if(!tree[root][x]){
                return 0;
            }
            root = tree[root][x];
        }
        return val[root];
    }
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