Java中字典树的算法实现

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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：

1. 根节点不包含字符，其余的每个节点都包含一个字符；

2. 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；

3. 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[index] == 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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