运行时 Trie 数据结构生成与存储和读取文件方法

Question

我正在为英语词典中的每个单词创建一个Trie 结构。我想将此结构用于单词搜索和拼字游戏等游戏，但我不知道在运行时生成结构是否更快，或者我是否应该想办法将这个Trie 结构扁平化为JSON或XML 在运行时读入内存。

我不太了解创建数据库或存储数据以供以后使用，所以任何建议都会很棒 - 现在我正在查看 Jackson 和 Java。最终目标是将此应用程序移植到我网站上的JavaScript。

Answer 1

这就是您如何生成Trie 结构并在您的网站上使用它而不使用Java，只需使用JavaScript。具有两种方法的简单Trie 结构：insert 和search 在JS 中可能如下所示：

function Trie() {
    this.root = new TrieNode();
    this.insert = function(key) { 
        let length = key.length, next = this.root; 

        for (let level = 0; level < length; level++) { 
            let character = key.charAt(level); 
            if (next.children[character] == null) {
                next.children[character] = new TrieNode(); 
            }

            next = next.children[character]; 
        }
        next.endOfWord = true; 
    }
    this.search = function(key) { 
        let length = key.length, next = this.root; 

        for (let level = 0; level < length; level++) { 
            let character = key.charAt(level);

            if (next && next.children[character]) {
                next = next.children[character];
                continue;
            }
            return false;
        }

        return next && next.endOfWord;
    } 
}

function TrieNode() {
    this.children = {};
    this.endOfWord = false; 
}

使用上面的简单实现，您可以创建Trie 实例并插入您想要的所有单词：

const trie = new Trie();
trie.insert("hello");
trie.insert("hi");
trie.insert("help");
trie.insert("helpful");
... more words

例如，使用Node.js，您可以：

• 从源文件中读取所有需要的单词。
• 对于每个单词，使用insert 方法将其插入trie 结构中。
• 从对象生成JSON：JSON.stringify(trie)。
• 将其保存到一个文件：trie.js，以后可以在您的页面上使用。

上述单词的结果 js 文件应如下所示：

{
   "root":{
      "children":{
         "h":{
            "children":{
               "e":{
                  "children":{
                     "l":{
                        "children":{
                           "l":{
                              "children":{
                                 "o":{
                                    "children":{
                                       
                                    },
                                    "endOfWord":true
                                 }
                              },
                              "endOfWord":false
                           },
                           "p":{
                              "children":{
                                 "f":{
                                    "children":{
                                       "u":{
                                          "children":{
                                             "l":{
                                                "children":{
                                                   
                                                },
                                                "endOfWord":true
                                             }
                                          },
                                          "endOfWord":false
                                       }
                                    },
                                    "endOfWord":false
                                 }
                              },
                              "endOfWord":true
                           }
                        },
                        "endOfWord":false
                     }
                  },
                  "endOfWord":false
               },
               "i":{
                  "children":{
                     
                  },
                  "endOfWord":true
               }
            },
            "endOfWord":false
         }
      },
      "endOfWord":false
   }
}

要生成有效的JS 文件，您需要在开头添加代码：const RAW_TRIE = 字符串，因此我们的文件如下所示：

const RAW_TRIE = {
   "root":{
      "children":{
         "h":{
          ...

您创建了一个原始的 Trie 对象，您可以通过将此行添加到您的 HTML 或模板文件中来将其包含到您的页面中：

<script src="www.your-domain.com/path/to/static/file/trie.js"></script>

由于加载了这个文件，您应该可以访问RAW_TRIE 对象。您可以将prototype 设置为Trie 并使用搜索方法：

const TRIE = Object.setPrototypeOf(RAW_TRIE, new Trie());
console.log("hello exists: " + TRIE.search("hello"));
console.log("hello1 does not exist: " + TRIE.search("hello1"));

这种方法允许您在服务器端创建包含您需要的所有单词的文件，客户端可以下载并用作常规静态文件。

注意：上述解决方案是唯一一种方法，可以改进或更改部分（或全部）步骤。这不是最终版本 无需对生产进行任何更改即可使用。你可以尝试 优化它并通过更改使trie.js文件尽可能小 TrieNode 功能甚至删除它。

Answer 2

以下是通过扩展原生 Map 原型创建 Trie 的方法：

class TrieNode extends Map {
    add(word) {
        if (!word.length) return super.set("end", true);
        let child = this.get(word[0]);
        if (!child) this.set(word[0], child = new TrieNode);
        child.add(word.slice(1));
        return this; // optional: to allow chaining
    }
    has(word) {
        if (!word.length) return super.has("end");
        let child = this.get(word[0]);
        return !!child && child.has(word.slice(1));
    }
    * [Symbol.iterator]() {
        for (let [letter, child] of super.entries()) {
            if (letter === "end") yield ""
            else for (let word of child) yield letter + word;
        }
    }
}

// Demo
let trie = new TrieNode;
// Insert all words
for (let word of ["so", "some", "somebody", "someone", "something", "son"]) {
    trie.add(word);
}
// For a series of strings, check whether they are in the Trie
for (let word of Array.from("somethings", (_, i) => "somethings".slice(0, i))) {
    console.log(`"${word}" => ${trie.has(word)}`);
}
// List all words that are in the Trie
for (let word of trie) console.log(word);