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後綴樹英文解釋翻譯、後綴樹的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 suffix tree

分詞翻譯:

後綴的英語翻譯:

suffix
【計】 postfix; suffix

樹的英語翻譯:

arbor; cultivate; establish; set up; tree
【計】 T; tree
【醫】 arbor; arbores; tree

專業解析

後綴樹(Suffix Tree)是一種用于高效處理字符串的樹形數據結構,專門用于存儲一個字符串的所有後綴,以便支持快速的子串查詢等操作。以下是詳細解釋:

一、後綴樹的核心定義

  1. 數據結構本質

    後綴樹是一種壓縮的字典樹(Trie),它将一個字符串 ( S ) 的所有後綴存儲為從根節點到葉子節點的路徑。每個後綴對應唯一的葉子節點,路徑上的邊标記代表子串片段。其核心優勢在于:

    • 空間壓縮:通過合并公共前綴路徑,空間複雜度優化至 ( O(n) )(( n ) 為字符串長度)。
    • 時間高效:子串查詢、最長重複子串查找等操作可在 ( O(m) ) 時間内完成(( m ) 為查詢串長度)。
  2. 漢英術語對照

    • 後綴樹(Suffix Tree):中文術語直接對應英文 "Suffix Tree"。
    • 後綴(Suffix):指字符串從某一位置開始到末尾的子串(如 "apple" 的後綴包括 "pple", "ple", "le", "e")。
    • 樹結構(Tree Structure):通過節點(Node)和邊(Edge)構建的層次化索引。

二、關鍵結構與構建原理

  1. 節點與邊的關系

    • 内部節點:代表多個後綴的公共前綴。
    • 葉子節點:标記後綴的起始位置(如 ( S[i..n] ))。
    • 邊标籤:存儲子串片段(如邊标記 "na" 表示從父節點到子節點的路徑對應子串 "na")。
  2. 構建算法(以 Ukkonen 算法為例)

    該算法通過增量方式線上性時間 ( O(n) ) 内構建後綴樹,核心步驟包括:

    • 隱式擴展:動态維護活動點(Active Point),避免重複構建。
    • 後綴鍊接(Suffix Link):加速節點跳轉,處理新字符的插入位置。

三、主要應用場景

  1. 字符串匹配

    在文本 ( T ) 中查找模式 ( P ) 是否出現,時間複雜度僅 ( O(m) )(預處理 ( T ) 的後綴樹後)。

    參考來源:Stanford University《Algorithms on Strings》課程資料(鍊接

  2. 生物信息學分析

    用于 DNA 序列比對(如查找最長公共子串),例如在基因組組裝中定位重複片段。

    參考來源:NCBI《Computational Molecular Biology》專題(鍊接

  3. 數據壓縮與索引

    作為 Burrows-Wheeler 變換(BWT)的基礎,支撐高效壓縮算法(如 bzip2)。

    參考來源:Wikipedia "Suffix Tree" 詞條(鍊接

四、與其他數據結構的對比

數據結構 查詢時間 空間占用 典型用途
後綴樹(Suffix Tree) ( O(m) ) ( O(n) ) 子串匹配、LCS
後綴數組(Suffix Array) ( O(m + log n) ) ( O(n) ) 文本檢索、索引構建
哈希表(Hash Table) ( O(m) ) ( O(n) ) 快速查找(可能哈希沖突)

說明:後綴樹雖在理論上最優,但因實現複雜,實踐中常被後綴數組替代。

五、經典文獻與擴展閱讀

網絡擴展解釋

後綴樹(Suffix Tree)是一種用于高效處理字符串操作的數據結構。它通過壓縮存儲一個字符串的所有後綴,支持快速查詢子串、最長重複子串、最長公共子串等操作。以下是核心解釋:

  1. 基本定義
    後綴樹是一棵壓縮的字典樹(Trie),包含字符串所有可能的後綴。例如,字符串"abcabx"的後綴包括"abcabx"、"bcabx"、"cabx"等。每個邊标記為原字符串的一個子串,葉子節點對應後綴的起始位置。

  2. 核心特性

    • 線性時間複雜度:構建後綴樹的Ukkonen算法僅需O(n)時間(n為字符串長度)。
    • 空間優化:通過合并公共前綴壓縮存儲,空間複雜度為O(n)。
    • 快速查詢:判斷子串是否存在僅需O(m)時間(m為子串長度)。
  3. 關鍵應用場景

    • 生物信息學:DNA序列比對、基因重複片段檢測。
    • 文本處理:搜索引擎中的關鍵詞匹配、文檔差異分析。
    • 數據壓縮:Lempel-Ziv算法等基于重複模式的壓縮技術。
  4. 與後綴數組的對比
    後綴樹查詢更快但占用更多内存,後綴數組空間更優但需額外預處理。實際應用中常根據需求選擇,例如基因組分析傾向後綴樹,大規模文本處理可能選後綴數組。

  5. 構建示例
    以字符串"banana"為例,其構建過程會逐步插入後綴"banana"→"anana"→…→"a",合并公共前綴(如"a"和"ana"共享前綴"a"),最終形成帶終止符的樹結構。

若需進一步了解Ukkonen算法細節或具體代碼實現,建議參考《算法導論》或字符串處理專著。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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