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mysql實現字典樹

錢浩然2年前11瀏覽0評論

MySQL作為一種關系型數據庫,本身并不直接支持字典樹(Trie Tree)這種非傳統數據結構。但是經過一些技術手段,可以在MySQL中實現字典樹,從而達到快速檢索和查找字符串的目的。

首先,我們需要定義一個存儲單詞的表,該表至少應該包括兩個字段,一個字段表示單詞本身,另一個字段用來存儲父節點的ID。為了優化檢索速度,我們還可以增加一個表示單詞是否是葉子節點的標識字段(0表示不是葉子結點,1表示葉子節點)。

CREATE TABLE trie (
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
word VARCHAR(50) NOT NULL,
parent_id INT DEFAULT 0,
is_leaf TINYINT(1) DEFAULT 0
);

為了方便查找,我們需要添加一些索引,如下:

ALTER TABLE trie ADD INDEX parent_idx(parent_id);
ALTER TABLE trie ADD INDEX word_idx(word);
ALTER TABLE trie ADD INDEX leaf_idx(is_leaf);

當我們需要插入一個新的單詞時,我們需要先將該單詞拆分成一個個字符,然后依次插入到這個表中。每次插入時,我們需要查找單詞上一層的節點,如果找不到,則需要新建一個節點。每次插入時,我們需要更新該節點的父節點ID以及is_leaf標識信息。

INSERT INTO trie (word, parent_id, is_leaf) 
VALUES 
('apple', 0, 1), 
('app', 1, 1), 
('banana', 0, 1), 
('book', 0, 1), 
('boy', 0, 1),
('box', 0, 1),
('car', 0, 1),
('cat', 0, 1),
('care', 7, 1),
('cool', 0, 1),
('curl', 0, 1);
UPDATE trie SET parent_id = 2 WHERE word = 'app';
UPDATE trie SET parent_id = 9 WHERE word = 'care';
UPDATE trie SET is_leaf = 0 WHERE id IN (2, 7);

由于單詞之間的父子關系已經在表中進行了記錄,因此我們可以通過遞歸查詢實現查找。比如我們需要查詢所有以c為開頭的單詞時,我們可以執行如下查詢語句:

WITH RECURSIVE cte (id, word) AS (
SELECT id, word FROM trie WHERE word = 'c' AND is_leaf = 0
UNION ALL
SELECT trie.id, CONCAT(cte.word, trie.word) as word FROM trie
INNER JOIN cte ON trie.parent_id = cte.id 
)
SELECT * FROM cte WHERE word LIKE 'c%';

如上面的查詢語句所示,我們利用了MySQL的CTE特性,實現了遞歸查詢。比如我們想要查找以'a'為開頭的所有單詞時,我們只需要將上面的查詢語句中的'c'替換為'a'即可。

盡管在MySQL中實現字典樹可能需要一些額外的工作,但是由于其靈活性和高效性,使得字典樹在各種場景下都有非常廣泛的應用。對于需要對大量字符串進行快速查詢的系統來說,字典樹技術無疑是一種非常有效的解決方案。