游戏思考20：前缀树用途、实现及优化

一、前缀树用途

查找字符串是否存在，比如查找某个工会名字是否存在，查找某个人名是否存在，但是删除的话比较麻烦，因为可能删掉前缀相同但是别人的名字(类似redis的布隆过滤器，猜测是否命中，但是不一定就有)

二、前缀树代码(以leetcode原题举例)

1）题描述

Trie（发音类似 “try”）或者说 前缀树 是一种树形数据结构，用于高效地存储和检索字符串数据集中的键。这一数据结构有相当多的应用情景，例如自动补完和拼写检查。

请你实现 Trie 类：

• Trie() 初始化前缀树对象。
• void insert(String word) 向前缀树中插入字符串 word 。
• boolean search(String word) 如果字符串 word 在前缀树中，返回 true（即，在检索之前已经插入）；否则，返回 false 。
• boolean startsWith(String prefix) 如果之前已经插入的字符串 word 的前缀之一为 prefix ，返回 true ；否则，返回 false 。

2）传入参数

• 示例

输入
["Trie", "insert", "search", "search", "startsWith", "insert", "search"]
[[], ["apple"], ["apple"], ["app"], ["app"], ["app"], ["app"]]
输出
[null, null, true, false, true, null, true]

解释
Trie trie = new Trie();
trie.insert("apple");
trie.search("apple");   // 返回 True
trie.search("app");     // 返回 False
trie.startsWith("app"); // 返回 True
trie.insert("app");
trie.search("app");     // 返回 True

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/implement-trie-prefix-tree
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/**
 * Your Trie object will be instantiated and called as such:
 * Trie* obj = new Trie();
 * obj->insert(word);
 * bool param_2 = obj->search(word);
 * bool param_3 = obj->startsWith(prefix);
 */
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3）代码及解说

class Trie {
private:
    vector<Trie*> _child;
    bool _isEnd;

    Trie* _getNode(string word)
    {
        Trie* tr = this;
        for(auto&s:word)
        {
            if(!tr->_child[s-'a'])
                return nullptr;
            tr = tr->_child[s - 'a'];
        }
        return tr;
    }

public:
    Trie()
    :_child(26), _isEnd(false)
    {
        
    }
    
    //
    void insert(string word) 
    {
        Trie* tr = this;
        for(auto& n:word)
        {
            if(tr->_child[n-'a'] == nullptr)
                tr->_child[n-'a'] = new Trie();
            tr = tr->_child[n-'a'];
        }
        tr->_isEnd = true;
    }
    
    //搜索
    bool search(string word) 
    {
        Trie* node = _getNode(word);
        return node &&  node->_isEnd;
    }
    
    //前序匹配
    bool startsWith(string prefix)
    {
        return _getNode(prefix) != nullptr;
    }
};
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4）可以优化的点

分配的内存的时候存在数组里面，但是如果这段数据是放在共享内存的话，不该放在std容器里面，因为这个进程一但宕机，从共享内存恢复的话，std::vector的容器会失效，幸运的话会指向乱码的区域，糟糕的话会再宕机一次

• 解决方法
  1）std::vector换成自制的容器
  2）新建的节点换成唯一ID存储或是存在对象池内，这样无论是restore回来还是进程结束，都方便管理