
【计】 suffix tree
suffix
【计】 postfix; suffix
arbor; cultivate; establish; set up; tree
【计】 T; tree
【医】 arbor; arbores; tree
后缀树(Suffix Tree)是一种用于高效处理字符串的树形数据结构,专门用于存储一个字符串的所有后缀,以便支持快速的子串查询等操作。以下是详细解释:
数据结构本质
后缀树是一种压缩的字典树(Trie),它将一个字符串 ( S ) 的所有后缀存储为从根节点到叶子节点的路径。每个后缀对应唯一的叶子节点,路径上的边标记代表子串片段。其核心优势在于:
汉英术语对照
节点与边的关系
构建算法(以 Ukkonen 算法为例)
该算法通过增量方式在线性时间 ( O(n) ) 内构建后缀树,核心步骤包括:
字符串匹配
在文本 ( T ) 中查找模式 ( P ) 是否出现,时间复杂度仅 ( O(m) )(预处理 ( T ) 的后缀树后)。
参考来源:Stanford University《Algorithms on Strings》课程资料(链接)
生物信息学分析
用于 DNA 序列比对(如查找最长公共子串),例如在基因组组装中定位重复片段。
参考来源:NCBI《Computational Molecular Biology》专题(链接)
数据压缩与索引
作为 Burrows-Wheeler 变换(BWT)的基础,支撑高效压缩算法(如 bzip2)。
参考来源:Wikipedia "Suffix Tree" 词条(链接)
数据结构 | 查询时间 | 空间占用 | 典型用途 |
---|---|---|---|
后缀树(Suffix Tree) | ( O(m) ) | ( O(n) ) | 子串匹配、LCS |
后缀数组(Suffix Array) | ( O(m + log n) ) | ( O(n) ) | 文本检索、索引构建 |
哈希表(Hash Table) | ( O(m) ) | ( O(n) ) | 快速查找(可能哈希冲突) |
说明:后缀树虽在理论上最优,但因实现复杂,实践中常被后缀数组替代。
Esko Ukkonen 的论文《On-line Construction of Suffix Trees》(1995)提出线性时间构建算法。
来源:ACM Digital Library(链接)
《Algorithms, 4th Edition》(Sedgewick 著)提供 Java 实现代码及可视化案例。
来源:书籍官网(链接)
后缀树(Suffix Tree)是一种用于高效处理字符串操作的数据结构。它通过压缩存储一个字符串的所有后缀,支持快速查询子串、最长重复子串、最长公共子串等操作。以下是核心解释:
基本定义
后缀树是一棵压缩的字典树(Trie),包含字符串所有可能的后缀。例如,字符串"abcabx"的后缀包括"abcabx"、"bcabx"、"cabx"等。每个边标记为原字符串的一个子串,叶子节点对应后缀的起始位置。
核心特性
关键应用场景
与后缀数组的对比
后缀树查询更快但占用更多内存,后缀数组空间更优但需额外预处理。实际应用中常根据需求选择,例如基因组分析倾向后缀树,大规模文本处理可能选后缀数组。
构建示例
以字符串"banana"为例,其构建过程会逐步插入后缀"banana"→"anana"→…→"a",合并公共前缀(如"a"和"ana"共享前缀"a"),最终形成带终止符的树结构。
若需进一步了解Ukkonen算法细节或具体代码实现,建议参考《算法导论》或字符串处理专著。
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