c++中如何实现Trie树_c++ Trie树实现方法

Trie树通过共享前缀提升字符串操作效率,其节点用数组或map存子节点,插入时创建路径并标记结尾,查找时逐字符遍历判断存在性,前缀查询无需结尾标记,适用于小写字母场景,扩展可用map支持更多字符。

c++中如何实现trie树_c++ trie树实现方法

在C++中实现Trie树(前缀树)通常用于高效处理字符串相关的操作,比如单词查找、前缀匹配和自动补全。它的核心思想是利用树形结构共享字符串的公共前缀,从而节省空间并提升查询效率。

基本结构设计

Trie树的每个节点代表一个字符,从根到某节点的路径构成一个字符串前缀。常见的实现方式是使用指针数组或map来存储子节点。

以下是一个基础的Trie节点定义:

struct TrieNode {    bool isEnd;                     // 标记是否为某个单词的结尾    TrieNode* children[26];         // 假设只包含小写字母 a-z
TrieNode() {    isEnd = false;    for (int i = 0; i < 26; ++i) {        children[i] = nullptr;    }}

};

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插入字符串

从根节点开始,逐个字符遍历字符串。如果当前字符对应的子节点不存在,则创建新节点。遍历完所有字符后,将最后一个节点标记为单词结尾。

void insert(TrieNode* root, const string& word) {    TrieNode* node = root;    for (char c : word) {        int idx = c - 'a';        if (!node->children[idx]) {            node->children[idx] = new TrieNode();        }        node = node->children[idx];    }    node->isEnd = true;}

查找完整单词

沿着字符路径向下查找,若中途某个字符不存在,则返回false。如果能走完所有字符,并且最后一个节点被标记为结尾,说明单词存在。

bool search(TrieNode* root, const string& word) {    TrieNode* node = root;    for (char c : word) {        int idx = c - 'a';        if (!node->children[idx]) {            return false;        }        node = node->children[idx];    }    return node->isEnd;}

查找前缀是否存在

与查找单词类似,但不需要判断是否为结尾节点,只要路径存在即可。

bool startsWith(TrieNode* root, const string& prefix) {    TrieNode* node = root;    for (char c : prefix) {        int idx = c - 'a';        if (!node->children[idx]) {            return false;        }        node = node->children[idx];    }    return true;}

整个Trie类可以封装成一个结构体或类,便于管理。注意手动释放内存以避免泄漏,或者使用智能指针简化管理。

基本上就这些。这种实现适用于英文小写字母场景。如需支持更多字符,可用unordered_map代替固定数组。

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