trie树（前缀树）详解——PHP代码实现

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trie树常用于搜索提示。如当输入一个网址，可以自动搜索出可能的选择。当没有完全匹配的搜索结果，可以返回前缀最相似的可能。

一、Tire树的基本性质

根节点不包含字符，除根节点外每一个节点都只包含一个字符。
从根节点到某一节点，路径上经过的字符连接起来，为该节点对应的字符串。
每个节点的所有子节点包含的字符都不相同。

Trie 树的本质，就是利用字符串之间的公共前缀，将重复的前缀合并在一起，比如我们有[b,abc,abd,bcd,abcd,efg,hii ]这个字符串集合，可以将其构建成下面这棵 Trie 树：

每个节点表示一个字符串中的字符，从根节点到红色节点的一条路径表示一个字符串（红色节点表示是某个单词的结束字符，但不一定都是叶子节点）。这样，我们就可以通过遍历这棵树来检索是否存在待匹配的字符串了

二、如何实现Tire树

Tire主要包含两个操作，一个是将字符串集合构造成 Trie 树。这个过程分解开来的话，就是一个将字符串插入到 Trie 树的过程。另一个是在 Trie 树中查询一个字符串。

Trie 树是个多叉树，在这里用数组来存储一个节点的所有子结点。

Trie树节点类，PHP代码实现：

 1 <?php
 2 /**
 3  * TrieNode.php
 4  * Created on 2019/4/29 14:53
 5  * Created by Wilin
 6  */
 7 
 8 class TrieNode
 9 {
10     public $data;
11     public $children = [];
12     public $isEndingChar = false;
13 
14     public function __construct($data)
15     {
16         $this->data = $data;
17     }
18 }

Trie树，PHP代码实现：

 1 <?php
 2 /**
 3  * Tire.php
 4  * Created on 2019/4/29 14:57
 5  * Created by Wilin
 6  */
 7 
 8 include "TrieNode.php";
 9 
10 class Tire {
11     private $root;
12 
13     public function __construct() {
14         $this->root = new TrieNode('/'); //根节点
15     }
16 
17     public function getRoot() {
18         return $this->root;
19     }
20 
21     public function insert($text) {
22         $p = $this->root;
23         for ($i = 0; $i < mb_strlen($text); $i++) {
24             $index = $data = $text[$i];
25 
26             if (empty($p->children[$index])) {
27                 $newNode = new TrieNode($data);
28                 $p->children[$index] = $newNode;
29             }
30             $p = $p->children[$index];
31         }
32         $p->isEndingChar = true;
33     }
34 
35     public function find($pattern) {
36         $p = $this->root;
37         for ($i = 0; $i < mb_strlen($pattern); $i++) {
38             $index = $data = $pattern[$i];
39 
40             if (empty($p->children[$index])) {
41                 return false;
42             }
43             $p = $p->children[$index];
44         }
45         if ($p->isEndingChar == false) {
46             return false;
47         }
48         return true;
49     }
50 }
51 
52 $trie = new Tire();
53 $strings = ['b','abc','abd','bcd','abcd','efg','hii'];
54 foreach ($strings as $str) {
55     $trie->insert($str);
56 }
57 if ($trie->find('bcd')) {
58     print "包含这个字符串\n";
59 } else {
60     print "不包含这个字符串\n";
61 }
62 print_r($trie->getRoot());