
【计】 doubly-chained tree
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
catenary; chain
【医】 chain
arbor; cultivate; establish; set up; tree
【计】 T; tree
【医】 arbor; arbores; tree
双链树(Double-Array Trie)是一种高效存储和检索字符串集合的数据结构,结合了数组的高效访问与字典树(Trie) 的空间优化特性。它主要用于词典构建、中文分词、拼写检查、输入法词库等需要快速前缀匹配的场景。
双链树通过两个核心数组实现:
base
值,用于计算子节点位置。check[i]
记录状态 i
的父节点编号,确保转移路径唯一性。其核心操作遵循公式:
$$
text{子节点位置 } t = text{base}[s] + c
$$
$$
text{验证条件:check}[t] = s
$$
其中 s
为当前状态,c
为字符编码值。若验证成立,则状态转移成功。
时间复杂度为O(m)(m 为字符串长度),通过数组下标直接跳转,避免链式结构的指针开销。
双数组结构比传统链式 Trie 节省 50% 以上内存,尤其适合大规模词典存储。例如,存储百万级词条时,内存占用可控制在数十 MB 级别。
支持快速检索所有以指定前缀开头的词项,如输入法候选词生成可在毫秒级响应。
主流分词工具(如 Jieba、HanLP)采用双链树存储词典,实现多粒度切分。例如,对句子“人工智能改变世界”,可高效匹配“人工”“人工智能”“智能”等候选词。
用于倒排索引的术语字典,加速查询词定位。Google 早期分词模块即采用类似结构。
存储 DNA 序列(ACGT 字符集),支持快速序列比对与模式搜索。
结构类型 | 查询复杂度 | 空间占用 | 适用场景 |
---|---|---|---|
双链树 (Double-Array) | O(m) | 低 | 大规模静态词典 |
链式 Trie | O(m) | 高 | 动态更新词库 |
哈希表 | O(1) | 中 | 精确匹配,不支持前缀搜索 |
权威参考文献:
- Aoe, J. (1989).An Efficient Digital Search Algorithm by Using a Double-Array Structure. IEEE Transactions on Software Engineering, 15(9), 1066-1077. DOI:10.1109/32.31365
- 孙茂松, 等 (2013).自然语言处理中的词典构建技术综述. 中文信息学报, 27(5), 1-12. 知网链接
- GNU C++ Library
std::datrie
实现文档. 源码参考
双链树是一种特殊的数据结构,主要用于字符串或数字序列的高效存储与查找。以下是其核心概念和特点的综合解释:
双链树属于键树(又称数字查找树)的一种实现方式,通过孩子兄弟链表结构组织数据。它通过分解关键字的字符或数字部分,将每个节点对应一个字符,形成树状路径来表示完整关键字。
每个节点包含三个核心域:
A->P->P->L->E
表示“APPLE”)。如果需要更详细的实现原理或代码示例,可参考(博客园)和(腾讯云)的原始技术文档。
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