Trie树和其它数据结构的比较 | 四火的唠叨



Trie树和其它数据结构的比较 | 四火的唠叨

其实二叉搜索树的优势已经在与查找、插入的时间复杂度上了,通常只有O(log n),很多集合都是通过它来实现的。在进行插入的时候,实质上是给树添加新的叶子节点,避免了节点移动,搜索、插入和删除的复杂度等于树的高度,属于O(log n),最坏情况下整棵树所有的节点都只有一个子节点,完全变成一个线性表,复杂度是O(n)。

Trie树在最坏情况下查找要快过二叉搜索树,如果搜索字符串长度用m来表示的话,它只有O(m),通常情况(树的节点个数要远大于搜索字符串的长度)下要远小于O(n)。

我们给Trie树举例子都是拿字符串举例的,其实它本身对key的适宜性是有严格要求的,如果key是浮点数的话,就可能导致整个Trie树巨长无比,节点可读性也非常差,这种情况下是不适宜用Trie树来保存数据的;而二叉搜索树就不存在这个问题。

和Hash表相比

考虑一下Hash表键冲突的问题。Hash表通常我们说它的复杂度是O(1),其实严格说起来这是接近完美的Hash表的复杂度,另外还需要考虑到hash函数本身需要遍历搜索字符串,复杂度是O(m)。在不同键被映射到"同一个位置"(考虑closed hashing,这"同一个位置"可以由一个普通链表来取代)的时候,需要进行查找的复杂度取决于这"同一个位置"下节点的数目,因此,在最坏情况下,Hash表也是可以成为一张单向链表的(对于Hash冲突问题,请阅读《Hash Collision DoS问题》)。

Trie树可以比较方便地按照key的字母序来排序(整棵树先序遍历一次就好了),这是绝大多数Hash表是不同的(Hash表一般对于不同的key来说是无序的)。

在较理想的情况下,Hash表可以以O(1)的速度迅速命中目标,如果这张表非常大,需要放到磁盘上的话,Hash表的查找访问在理想情况下只需要一次即可;但是Trie树访问磁盘的数目需要等于节点深度。

很多时候Trie树比Hash表需要更多的空间,我们考虑这种一个节点存放一个字符的情况的话,在保存一个字符串的时候,没有办法把它保存成一个单独的块。Trie树的节点压缩可以明显缓解这个问题,后面会讲到。

和后缀树相比


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