Swift 算法俱乐部：字典树

2023-10-18 09:57:28

字典树：高效存储和检索的强大工具

在计算机科学的世界里，字典树（又称前缀树或基数树）是一种独一无二的树状结构，专门用来存储关联数据。它就像现实生活中的字典，能让我们高效地存储和检索信息。

字典树的结构

想象一下一棵由节点组成的树，每个节点代表一个单词的单个字符。当这些节点按顺序连接起来时，它们就形成了一个完整的单词。例如，单词 "dog" 的字典树表示如下：

     d
    / \
   o   g

字典树的优势

字典树在某些情况下具有显著的优势：

快速查找： 由于单词的字符以树状结构组织，因此查找操作可以迅速有效地完成。
前缀匹配： 字典树支持前缀匹配，允许你轻松找到所有以特定前缀开头的单词。例如，如果你想找到以 "do" 开头的所有单词，字典树会立即返回 "dog" 和 "does"。
空间效率： 由于共享相同前缀的字符存储在单个节点中，因此字典树可以节省大量空间。

字典树的应用

字典树在各种应用中都有用武之地，包括：

自动完成功能： 在搜索引擎和文本编辑器中提供自动完成功能。
拼写检查： 识别单词的正确拼写并建议更正。
数据压缩： 通过消除重复的前缀来压缩文本数据。

在 Swift 中实现字典树

Swift 语言提供了创建自定义数据结构的强大工具。使用 Swift，我们可以轻松地实现一个字典树：

class TrieNode {
    var children: [Character: TrieNode] = [:]
    var isWord: Bool = false
}

class Trie {
    private var root: TrieNode = TrieNode()

    func insert(_ word: String) {
        var currentNode = root

        for character in word {
            if let childNode = currentNode.children[character] {
                currentNode = childNode
            } else {
                let newNode = TrieNode()
                currentNode.children[character] = newNode
                currentNode = newNode
            }
        }

        currentNode.isWord = true
    }

    func search(_ word: String) -> Bool {
        var currentNode = root

        for character in word {
            guard let childNode = currentNode.children[character] else {
                return false
            }

            currentNode = childNode
        }

        return currentNode.isWord
    }
}