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PHP数据结构：Trie树的运用，高效查找前缀匹配字符

WBOY

发布： 2024-05-14 17:00:02

原创

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trie 树是一种树形数据结构，用于高效查找前缀匹配字符。它由一系列节点组成，每个节点表示一个字符。要插入一个字符串，从根节点开始，沿着字符的路径创建或查找节点。搜索时，按照字符逐层向下搜索，检查是否存在匹配的单词。本案例中，trie 树用于存储动物名称，并能快速查找以特定前缀开头的动物。

PHP数据结构：Trie树的运用，高效查找前缀匹配字符

PHP 数据结构：Trie 树的运用，高效查找前缀匹配字符

简介

Trie 树是一种树形数据结构，专门用于存储字符串并支持快速前缀匹配查找。它以其效率和节省空间而著称，广泛应用于自然语言处理、拼写检查和网络路由等领域。

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Trie 树的结构

Trie 树由一系列节点组成，每个节点代表一个字符。从根节点开始，树的每一层表示字符串的一个前缀。每个节点可以有多个子节点，表示以该前缀为开头的不同后缀。

插入

要将一个字符串插入 Trie 树中，执行以下步骤：

function insert(TrieNode $root, $string) {
    $node = $root;
    for ($i = 0; $i < strlen($string); $i++) {
        $char = $string[$i];
        if (!isset($node->children[$char])) {
            $node->children[$char] = new TrieNode();
        }
        $node = $node->children[$char];
    }
    $node->isWord = true;
}

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搜索

要搜索 Trie 树中是否存在特定字符串，执行以下步骤：

function search(TrieNode $root, $string) {
    $node = $root;
    for ($i = 0; $i < strlen($string); $i++) {
        $char = $string[$i];
        if (!isset($node->children[$char])) {
            return false;
        }
        $node = $node->children[$char];
    }
    return $node->isWord;
}

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实战案例

假设我们有一个包含动物名称的列表，如下：

$animals = ['dog', 'cat', 'rabbit', 'turtle', 'bird'];

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我们创建一个 Trie 树来存储这些动物名称：

$root = new TrieNode();
foreach ($animals as $animal) {
    insert($root, $animal);
}

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现在，我们可以使用 Trie 树轻松查找前缀匹配的动物，例如搜索以 "d" 开头的动物：

$prefix = 'd';
$result = [];
foreach ($animals as $animal) {
    if (search($root, $prefix . $animal)) {
        $result[] = $animal;
    }
}
print_r($result);

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