第三十四篇:字典树(Trie)与并查集(Union Find):字符串集合与连通性问题的神兵利器
引言:从两个经典面试题说起
在程序员面试中,我们总会遇到一些看似复杂,但一旦掌握了特定数据结构就能迎刃而解的问题。请思考以下两个问题:
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搜索引擎关键词提示:当你在搜索框输入 “app” 时,搜索引擎会自动下拉提示出 “apple”, “application”, “app store” 等。这个功能是如何高效实现的?
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社交网络好友关系:如何判断用户A和用户B是否是间接好友(通过一系列共同好友可以联系起来)?如何高效地合并两个新的好友圈?
第一个问题,核心在于快速检索和前缀匹配字符串集合。如果我们用哈希表存储所有关键词,虽然查询单个词很快(O(1)),但无法高效地根据前缀找到所有匹配的词汇。这时,我们就需要字典树(Trie)。
第二个问题,核心在于动态管理元素的分组与连通性。我们需要一种数据结构,能够高效地:
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Union(合并):将两个元素所在的集合合并。
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Find(查询):查询某个元素属于哪个集合,以及判断两个元素是否属于同一集合。
这就是并查集(Union-Find或Disjoint Set Union, DSU) 的用武之地。
在本篇中,我们将深入剖析这两种高级数据结构。我们会从核心概念出发,通过
