用 JavaScript 实现单词查找树

时间: 2020-01-16阅读: 828标签: 

动机

对于搜索字符串的需求,在最坏的情况下,二叉搜索树的时间复杂度可能为 O(n),“n” 是二叉树中存储的字符串的总数量。所以为了在最佳时间内搜索字符串,需要一种性能更好的数据结构。 Trie 树(又名单词搜索树)可以避免在搜索字符串时遍历整个树。仅包含字母的字符串会把 trie 节点的子级数量限制为 26。这样搜索字符串的时间复杂度为 O(s),其中 “s” 为字符串的长度。与二进制搜索树相比,trie 树在搜索字符串方面效率更高。


方法

trie 树中单个节点的结构由长度为 26 的数组和一个布尔值组成,这个布尔值用来标识其是否为叶子节点。此外,叶子节点可以具有整数值或映射到字符串的其他类型的值。数组中的每个索引代表从 a 到 z 的字母,并且每个索引可以有一个 TrieNode 实例。


上图表示 trie 树中的根节点。


实现

该实现包含两个类,一个用于 trie 节点,另一个用于 trie 树。实现的语言是带有 ES6 规范的 JavaScript

TrieNode 类的属性为value,isEnd和 arr。变量 arr 是长度为 26 的数组,其中填充了 null 值。

class TrieNode {
    constructor() {
        this.value = undefined;
        this.isEnd = false;
        this.arr = new Array(26).fill(null);
    }
}

TrieTree 类具有 insert、searchNode、startsWith、printString 和 getRoot 方法。可以用 startsWith 方法执行前缀搜索。insert方法将字符串和值作为参数。

class TrieTree {

    constructor() {
        this.root = new TrieNode();
    }

    insert(word, value) {
        let node = this.root;
        for (let i = 0; i < word.length; i++) {
            const index = parseInt(word[i], 36) - 10;

            if (node.arr[index] === null) {
                const temp = new TrieNode();
                node.arr[index] = temp;
                node = temp;
            } else {
                node = node.arr[index];
            }
        }
        node.isEnd = true;
        node.value = value;
    }

    getRoot() {
        return this.root;
    }

    startsWith(prefix) {
        const node = this.searchNode(prefix);
        if (node == null) {
            return false;
        } else {
            this.printStrings(node, "");
            return true;
        }
    }

    printStrings(node, prefix) {
        if (node.isEnd) console.log(prefix);
        for (let i = 0; i < node.arr.length; i++) {
            if (node.arr[i] !== null) {
                const character = String.fromCharCode('a'.charCodeAt() + i);
                this.printStrings(node.arr[i], prefix + "" + (character));
            }
        }
    }

    searchNode(str) {
        let node = this.root;
        for (let i = 0; i < str.length; i++) {
            const index = parseInt(str[i], 36) - 10;
            if (node.arr[index] !== null) {
                node = node.arr[index];
            } else {
                return null;
            }
        }

        if (node === this.root)
            return null;

        return node;
    }
}

下面的代码显示了如何实例化 “TrieTree” 类,还演示了各种方法的用法。

const trieTree = new TrieTree();
trieTree.insert("asdfasdf", 5);
trieTree.insert("cdfasdfas", 23);
trieTree.insert("cdfzsvljsdf", 42);

let answer = trieTree.searchNode("asdfasdf");
console.log(answer.value); //5
answer = trieTree.startsWith("cdf");
console.log(answer);
//asdfas
//zsvljsdf
//true

不同方法的时间和空间复杂度如下:

  • searchNode:时间复杂度:O(s),'s' 是字符串的长度,空间复杂度:O(1),因为没有使用额外的数据结构,例如队列或栈。
  • insert:时间复杂度:O(s),“s”是字符串长度,空间复杂度:O(ns),其中 “n” 是 trie 树中 key 的数量,“s” 是字符串的长度。
  • startsWith:时间复杂度:O(s),'s' 是字符串的长度,'k' 是剩余匹配字符串的最大长度,空间复杂度:O(k),其中 'k' 是其余匹配字符串的最大长度。


应用

前端开发中,trie 树可用于以下程序:

  • 自动完成和提前输入功能。
  • 拼写检查。
  • 搜索。
  • 排序。

此外 trie 树可以用来存储电话号码、IP地址和对象等。

作者:Hussain Mir Ali
翻译:疯狂的技术
原文:https://www.softnami.com/
站长推荐

1.云服务推荐: 国内主流云服务商,各类云产品的最新活动,优惠券领取。地址:阿里云腾讯云华为云

链接: http://www.fly63.com/article/detial/7302

Js二叉树的遍历

二叉树是每个结点最多有两个子树的树结构。通常子树被称作“左子树”(left subtree)和“右子树”(right subtree)。二叉树常被用于实现二叉查找树和二叉堆。

字典树的应用

Ignatius最近遇到一个难题,老师交给他很多单词(只有小写字母组成,不会有重复的单词出现),现在老师要他统计出以某个字符串为前缀的单词数量(单词本身也是自己的前缀).

Js算法之自平衡树

节点的高度和平衡因子;节点高度:从节点到任意子节点的彼岸的最大值。这个相对来说容易理解。那么获得节点高度的代码实现如下:平衡因子:每个节点左子树高度和右子树高度的差值。该值为0 、 -1、 1 时则为正常值

js 实现 list转换成tree(数组到树)

JS 将有父子关系的平行数组转换成树形数据:方法一:双重遍历,一次遍历parentId,一次遍历id == parendId;该方法应该能很容易被想到,实现起来也一步一步可以摸索出来;

Js实现二叉搜索树

计算机科学中最常用和讨论最多的数据结构之一是二叉搜索树。这通常是引入的第一个具有非线性插入算法的数据结构。二叉搜索树类似于双链表,每个节点包含一些数据,以及两个指向其他节点的指针;它们在这些节点彼此相关联的方式上有所不同

JS树结构操作:查找、遍历、树结构和列表结构相互转换

经常有同学问树结构的相关操作,也写了很多次,在这里总结一下JS树形结构一些操作的实现思路,并给出了简洁易懂的代码实现。本文内容结构大概如下:

快速实现一个简单可复用可扩展的Vue树组件

大概因为平时工作项目的原因,写了很多次树形组件,越写越觉得可以写得更简单并且更具有复用性、扩展性。树组件的应用场景很多,比如一篇文章的目录、一个公司部门组织情况、思维导图等,其实都可以用树形结构来描述

JavaScript实现二叉排序树

Js二叉树排序实现:1初始化二叉树,2二叉树的遍历,3查找最小值,4查找最大值,5删除节点

js “指针”:数组转树

当变量指向一个对象的时候,实际指向的是存储地址,数组转树的方式:第一次遍历将数组转节点对象,存储到新的对象里,id为键值方便索引,第二次遍历根据索引插入子节点

关于Element UI tree组件 懒加载的更新操作

近期根据需求,要做一个懒加载的组织树,并且可以编辑组织树。但是编辑成功之后,却无法进行实时更新。一开始想到了很多解决方案,也在网上参考了很多方案,但是都有种种不足。遂查阅了ElementUi的tree组件源代码。

点击更多...

内容以共享、参考、研究为目的,不存在任何商业目的。其版权属原作者所有,如有侵权或违规,请与小编联系!情况属实本人将予以删除!