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字典树树java

发布时间:2023-05-12 05:00:38

❶ 数据结构--前缀树(字典树)

Trie ,又称前缀树或字典树,是一棵有根树,其每个节点包含以下字段:

我们从字典树的根开始,插入字符串。对于当前字符对应的子节点,有两种情况:

重复以上步骤,直到处理字符串的最后一个字差帆符,然后将当前节点标记为字符串的结尾。

我们从尘庆腔字典树的根开始,查找前缀。对于当前字符对应派衫的子节点,有两种情况:

重复以上步骤,直到返回空指针或搜索完前缀的最后一个字符。

若搜索到了前缀的末尾,就说明字典树中存在该前缀。此外,若前缀末尾对应节点的 isEnd 为真,则说明字典树中存在该字符串。

❷ 字符串匹配算法的使用(未完待整理)

字符串的匹配在java中都知道使用indexOf函数来实现,那么其匹配算法是怎么样的呢?

单模式和多模式的区别就是一次遍历主串能否将多个模式的字符串都查找出来。

英文全称为Brute Force,暴力匹配算法,匹配字符串的方法比较暴力,也比较简单易懂。其大概的思路就是:

我们可以看到,在极端情况下,在主串 aaaa...aab 中寻找模式串 aab ,那么总共需要寻找(n-m+1)次,且每次都需要比对m次,那么时间复杂度将是 (n-m+1)*m ,即 O(n*m) ;但实际上并不会这么低效,因为我们的使用场景中主串和模式串都不会太长,而且在每个子串和模式串进行比对时,只要中途有一个不匹配,那么当前比对就会提前结束,因此大部分情况下,时间复杂度都会比 O(n*m) 要好。

我们在BF算法的基础上引入哈希算法,我们不需要将每个子串与模式串逐个字符地进行比较,而是计算得出每个子串的hash值,然后和模式串的hash值进行比较,如果有相等的,那就说明有子串和模式串匹配上了。

虽然我们只需要比对模式串和子串的hash值就能得到匹配结果,次数为(n-m+1),但是对每个子串进行hash计算的时候,是要遍历每个字符的,因此次数也是m,那么总的时间复杂度还是 O(n*m) ,并没有明显地提升。

那么我们该如何想出一个办法,使得每个子串hash值的计算时间得到提升呢?这就是RK算法的精髓,假设子串包含的字符集中元素个数为k,那么就用k进制数来代表这个子串,然后hash的过程就是将这个k进制的数转换为十进制的数,这个十进制的数就是该子串的hash值。

相邻子串的hash值计算是有规律的,我们只需要遍历一次主串就能得到所有子串的hash值,算法复杂度为O(n),而不是像原先一样,每个子串都需要O(m)的时间复杂度。

然后将模式串的hash值和所有子串的hash值进行比较,每次比较的时间复杂度是 O(1) ,总共比较(n-m+1)次,所以RK算法的总的时间开销为 O(n)+O(1)*O(n-m+1) ,即为 O(n) ,时间复杂度比BF算法更加高效。

当然,有hash的地方就有可能会存在hash冲突,有可能子串和hash值和模式串的hash值是一样的,但内容就是不一样,此时怎么办呢?其实很简单,对于hash值一样的子串,我们增加双保险,再比较一下这m个字符是否都一样即可,总的时间开销为 O(n)+O(1)*O(n-m+1)+O(m) ,即为 O(n) 。

如果极端情况下出现了很多hash冲突呢?我们对于每个和模式串相同hash值的子串都需要逐一再进行比较,那么总的时间开销就会为 O(n)+O(1)*O(n-m+1)+O(m)*O(n-m+1) ,即为 O(n*m) ,不过这种概率太小了,大部分情况下都不会这样。

在真正的文本编辑器中查找和替换某个字符串时,使用的算法既不是上述的BF算法,也不是RK算法;BF算法只适合不是很长的主串,RK算法则要设计一个冲突概率很低的hash算法,这个比较困难,所以实际使用的是BM算法,它是工程中非常常用的一种字符串匹配算法,效率也是最高的。

算法的思想和过程有些复杂,待以后整理。

KMP算法在本质上是和BM算法一样的。算法的思想和过程有些复杂,待以后整理。

浏览器输入框中的智能输入匹配是怎么实现的,它是怎么做动态字符串匹配查找的呢?这就用到了Trie树。

又名字典树,是一种专门用来快速查找字符串前缀匹配结果的树形结构,其本质就是将所有字符串的重复的前缀合并在一起,构造一个多叉树。

其中,根节点不包含任何信息,每个节点表示一个字符,从根节点到红色节点的一条路径表示存储的一个字符串。当我们在如上Trie树中查找"he"时,发现"he"并非是一个字符串,而是"hello"和"her"的公共前缀,那么就会找到这两个字符串返回。

Trie树在内存中是如何存储的呢?因为每一个节点都可能是包含所有字符的,所以每一个节点都是一个数组(或者散列表),用来存储每个字符及其后缀节点的指针。

使用Trie树,最开始构建的时候,时间复杂度为 O(n) ,其中n为所有字符串长度之和,但是一旦构建完成,频繁地查询某个字符串是非常高效的,时间复杂度为 O(k) ,其中k为查找字符串的长度。

Trie树虽然查询效率很高,但是比较浪费内存,每一个节点都必须维护一个数组存放所有可能的字符数据及其指向下一个节点的指针,因此在所有字符串公共前缀并不多的时候,内存空间浪费地就更多了。这种问题其实也有对应的解决办法,我们可以不使用数组,而是使用有序数组、散列表、红黑树来存放,可以相应地降低性能来节省内存空间。

Trie树除了可以实现浏览器动态输入内容查找候选项的功能外,还可以实现多模式地敏感词匹配功能。假设我们需要对用户输入的内容进行敏感词检查,将所有的敏感内容用***代替,那么该如何实现呢?

首先我们可以维护一个敏感词字典,使用上述四种单模式匹配算法也可以实现,但是需要遍历N次用户输入的内容,其中N是所有敏感词的模式串,显得非常低效。但是我们如果将敏感词字典维护为一个Trie树,然后将用户输入的内容从位置0开始在Trie树中进行查询,如果匹配到红色节点,那么说明有敏感词;如果没有匹配到红色节点,就从用户输入内容的下一个位置开始继续在Trie树中查询,直至将用户输入内容遍历完,因此我们只是遍历了一遍主串。

然而更高效的多模式字符串匹配使用地更多的是如下的AC自动机。

如果把Trie树比作BF算法,KMP算法是BF算法的改进,那么AC自动机就是利用同样的思想改进了Trie树。

算法的思想和过程有些复杂,待以后整理。

❸ JAVA 排序问题

第一、最简单的办法是使用暴力排序,也就是一个一个的计算,这个不用说你也应该懂吧?实现方法有多个。

第二、前面的方法太笨,数据量大时会导致系统非常慢,有一个最聪激穗明的办法旁并,使用“字符树(又称字典树)”。这种办法估计你没学过,这是《数据结构》学科里的一种N叉树的表示形式。具体说起来明启卜需要长篇大论,这里就不详解了,但已经告诉你在《数据结构》这门学科上可以查找,你自已去学习研究吧!

❹ JAVA数据结构有哪几种

JAVA数据结构有以下几种:

1、List:

List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下 >标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。

2、Vector:

基于数组(Array)的List,其实就是封装了数组所不具备的一些功能方便我们使用,所以它难易避免数组的限制,同时性能也不可能超越数组。

另外很重要的一点就是Vector是线程同步的(sychronized)的,这也是Vector和ArrayList 的一个的重要区别。

3、ArrayList:

同Vector一样是一个基于数组上的链表,但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector好一些,但是当运行到多线程环境中时,可需要自己在管理线程的同步问题。

4、LinkedList:

LinkedList不同于前面两种List,它不是基于数组的,所以不受数组性能的限制。 它每一个节点(Node)都包含两方面的内容:节点本身的数据(data),下一个节点的信息(nextNode)。

所以当对LinkedList做添加,删除动作的时候就不用像基于数组的ArrayList一样,必须进行大量的数据移动。只要更改nextNode的相关信息就可以实现了,这是LinkedList的优势。

5、HashSet:

虽然Set同List都实现了Collection接口,但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。

但是Set则是在 HashMap的基础上来实现的,这就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。

6、HashMap:

基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用 null 值和 null 键。(除了不同步和允许使用 null 之外,HashMap 类与 Hashtable 大致相同。)此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。

7、HashTable:

Hashtable 是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。Hashtable 继承于Dictionary,实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。

Hashtable 的函数都是同步的,这意味着它是线程安全的。它的key、value都不可以为nul

❺ 如何用用java语言实现IP地址字典树

其实就是一个tree,睁销至于你要显示什么其实无所谓了,随便找一个tree用上就可以了,比樱早兄脊袭如ztree之类的都可以的
http://www.treejs.cn/v3/main.php#_zTreeInfo
个人找到的经典给你分享下

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