
【計】 doubly-chained tree
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
catenary; chain
【醫】 chain
arbor; cultivate; establish; set up; tree
【計】 T; tree
【醫】 arbor; arbores; tree
雙鍊樹(Double-Array Trie)是一種高效存儲和檢索字符串集合的數據結構,結合了數組的高效訪問與字典樹(Trie) 的空間優化特性。它主要用于詞典構建、中文分詞、拼寫檢查、輸入法詞庫等需要快速前綴匹配的場景。
雙鍊樹通過兩個核心數組實現:
base
值,用于計算子節點位置。check[i]
記錄狀态 i
的父節點編號,确保轉移路徑唯一性。其核心操作遵循公式:
$$
text{子節點位置 } t = text{base}[s] + c
$$
$$
text{驗證條件:check}[t] = s
$$
其中 s
為當前狀态,c
為字符編碼值。若驗證成立,則狀态轉移成功。
時間複雜度為O(m)(m 為字符串長度),通過數組下标直接跳轉,避免鍊式結構的指針開銷。
雙數組結構比傳統鍊式 Trie 節省 50% 以上内存,尤其適合大規模詞典存儲。例如,存儲百萬級詞條時,内存占用可控制在數十 MB 級别。
支持快速檢索所有以指定前綴開頭的詞項,如輸入法候選詞生成可在毫秒級響應。
主流分詞工具(如 Jieba、HanLP)采用雙鍊樹存儲詞典,實現多粒度切分。例如,對句子“人工智能改變世界”,可高效匹配“人工”“人工智能”“智能”等候選詞。
用于倒排索引的術語字典,加速查詢詞定位。Google 早期分詞模塊即采用類似結構。
存儲 DNA 序列(ACGT 字符集),支持快速序列比對與模式搜索。
結構類型 | 查詢複雜度 | 空間占用 | 適用場景 |
---|---|---|---|
雙鍊樹 (Double-Array) | O(m) | 低 | 大規模靜态詞典 |
鍊式 Trie | O(m) | 高 | 動态更新詞庫 |
哈希表 | O(1) | 中 | 精确匹配,不支持前綴搜索 |
權威參考文獻:
- 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
- 孫茂松, 等 (2013).自然語言處理中的詞典構建技術綜述. 中文信息學報, 27(5), 1-12. 知網鍊接
- GNU C++ Library
std::datrie
實現文檔. 源碼參考
雙鍊樹是一種特殊的數據結構,主要用于字符串或數字序列的高效存儲與查找。以下是其核心概念和特點的綜合解釋:
雙鍊樹屬于鍵樹(又稱數字查找樹)的一種實現方式,通過孩子兄弟鍊表結構組織數據。它通過分解關鍵字的字符或數字部分,将每個節點對應一個字符,形成樹狀路徑來表示完整關鍵字。
每個節點包含三個核心域:
A->P->P->L->E
表示“APPLE”)。如果需要更詳細的實現原理或代碼示例,可參考(博客園)和(騰訊雲)的原始技術文檔。
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