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萌新筆記——C++裡創建 Trie字典樹(中文詞典)(二)(插入、查找、導入、導出),trie字典

編輯:C++入門知識

萌新筆記——C++裡創建 Trie字典樹(中文詞典)(二)(插入、查找、導入、導出),trie字典


  萌新做詞典第二篇,做得不好,還請指正,謝謝大佬!

  做好了插入與遍歷功能之後,我發現最基本的查找功能沒有實現,同時還希望能夠把內存的數據存入文件保存下來,並可以從文件中導入詞典。此外,數據的路徑是存在配置文件中的。甚至,還想嘗試類似自動補全的功能。當然了,是做一個比較low的補全,比如傳入“編程”,能夠得到”軟件“、”學習“、”學習網站“、”入門“四個字符串。但是傳入“編”不會得到“程”,因為“編程”沒有錄入詞典。於是對原有的類進行了修改,並添加了一些函數。

  先放上運行結果吧:

 1 test1
 2 ID : 2    char : 件    word : 編程軟件
 3 ID : 3    char : 習    word : 編程學習
 4 ID : 4    char : 站    word : 編程學習網站
 5 ID : 1    char : 門    word : 編程入門
 6 
 7 test2
 8 ID : 1    char : 門    word : 編程入門
 9 ID : 3    char : 習    word : 編程學習
10 ID : 4    char : 站    word : 編程學習網站
11 ID : 2    char : 件    word : 編程軟件
12 find ID : 3    word : 編程學習

  test1就是上一步裡,把word的id打印了出來,並導出到文件中。

  test2是從文件中導入,然後打出結果,並查找“編程學習”,如果存在就打出id。

 

  首先,新增了一個配置文件類DictionaryConf,如下:

DictionaryConf.h

 1 #ifndef __DICTIONARYCONF_H__
 2 #define __DICTIONARYCONF_H__
 3 
 4 #include <string>
 5 
 6 namespace ccx{
 7 
 8 using std::string;
 9 
10 class DictionaryConf
11 {
12     public:
13         DictionaryConf();
14         string getDictionaryPath();
15     private:
16         void GetConf();
17         string _DictionaryPath;
18 };
19 
20 }
21 
22 #endif

  它的功能很簡單,在構造的時候讀取文件配置信息,對外只提供一個接口,就是獲取一個字符串。它的實現如下:

DictionaryConf.cc

 1 #include "DictionaryConf.h"
 2 #include <json/json.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include <fstream>
 5 #include <iostream>
 6 
 7 namespace ccx{
 8 
 9 using std::ifstream;
10 using std::cout;
11 using std::endl;
12 
13 DictionaryConf::DictionaryConf()
14 {
15     GetConf();
16 }
17 
18 void DictionaryConf::GetConf()
19 {
20     ifstream ifs;
21     ifs.open("DictionaryConf.json");
22     if(!ifs.good())
23     {
24         cout << "open DictionaryConf.json error" << endl;
25         exit(EXIT_FAILURE); 
26     }
27     
28     Json::Value root;
29     Json::Reader reader;
30 
31     if(!reader.parse(ifs, root, false))
32     {
33         cout << "DictionaryConf json read error" << endl;
34         exit(EXIT_FAILURE);
35     }
36     
37     _DictionaryPath = root["DictionaryPath"].asString();
38     
39     ifs.close();
40 }
41 
42 string DictionaryConf::getDictionaryPath()
43 {
44     return _DictionaryPath;
45 }
46 
47 }

 

  配置文件是寫成json格式的,方便讀取:

DictionaryConf.json

1 {"DictionaryPath" : "Dictionary.json"}

 

  然後是修改已有的Dictionary類,增加它的功能(總覺得是不是要變胖接口了0。0)

 Dictionary.h

 1 #ifndef __DICTIONARY_H__
 2 #define __DICTIONARY_H__
 3 
 4 #include "DictionaryData.h"
 5 #include "DictionaryConf.h"
 6 
 7 #include <memory>
 8 #include <vector>
 9 #include <list>
10 
11 namespace ccx{
12 
13 using std::shared_ptr;
14 using std::vector;
15 using std::list;
16 
17 class Dictionary
18 {
19     typedef unordered_map<string, pDictElem>::iterator WordIt;
20     public:
21         Dictionary();
22         void push(const string & word);
23         void push(vector<string> & words);
24         int search(const string & word);//查找,返回詞的ID,如果沒找到返回-1
25     private:
26         void AddWord(const string & word, int wordId);
27         void splitWord(const string & word, vector<string> & characters);//把詞拆成字
28         pDictElem _dictionary;
29         DictionaryConf _conf;    
30 
31 //遍歷用
32     public:
33         void next();
34         string getCurChar();
35         string getCurWord();
36         int getCurWordId();
37         void resetPoint();
38         bool isEnd();
39     private:
40         void nextWord();
41         pDictElem _pcur;
42         WordIt _itcur;
43 
44 //用list實現棧,遍歷時方便
45         list<WordIt> _stackWord;
46         list<pDictElem> _stackDict;
47 
48 //導入導出
49     public:
50         void leading_in();
51         void leading_out();
52 };
53 
54 }
55 
56 #endif

  這又是一個最終的類。比之前的多了一個查找的函數,一個Add函數,和導入導出的函數。

  Add函數是原來的push改個名字,原因就是從我這裡導出到文件的詞是包含他的ID的,導入的時候的ID是固定的,所以改成在添加的時候要傳入ID。對於提供的接口push,調用了Add函數。

  改動過的Add和push如下:

 1 void Dictionary::AddWord(const string & word, int wordId)
 2 {
 3     vector<string> characters;
 4     splitWord(word, characters);
 5     
 6     vector<string>::iterator it_char;
 7     it_char = characters.begin();    
 8     pDictElem root;
 9     root = _dictionary;
10     for(; it_char != characters.end(); ++it_char)
11     {
12         WordIt it_word;
13         it_word = root->_words.find(*it_char);
14         
15         if(it_word == root->_words.end())
16         {
17             pair<string, pDictElem> temp;
18             temp.first = *it_char;
19             pDictElem dictemp(new DictElem);
20             dictemp->_word = *it_char;
21             dictemp->_wordId = 0;
22             temp.second = dictemp;
23             root->_words.insert(temp);
24             root = dictemp;
25         }else{
26             root = it_word->second;
27         }
28     }
29     if(!root->_wordId)
30     {
31         root->_wordId = wordId;
32     }
33 }

  總感覺29行的if可以去掉呢--!但是沒有去試

 

 1 void Dictionary::push(const string & word)
 2 {
 3     ++(_dictionary->_wordId);
 4     AddWord(word, _dictionary->_wordId);
 5 }
 6 
 7 
 8 void Dictionary::push(vector<string> & words)
 9 {
10     int size = words.size();
11     for(int i = 0; i < size; ++i)
12     {
13         push(words[i]);
14     }
15 }

  對root的wordID的自增放到了這裡。這樣,導和的時候就可以調用Add函數了。(好吧我就是懶得重新寫一個插入的函數0。0)

 

  接下來是查找的函數,比較簡單,直接把Add拷過來改了一下:

 1 int Dictionary::search(const string & word)
 2 {
 3     vector<string> characters;
 4     splitWord(word, characters);
 5     
 6     vector<string>::iterator it_char;
 7     it_char = characters.begin();    
 8     pDictElem root;
 9     root = _dictionary;
10     for(; it_char != characters.end(); ++it_char)
11     {
12         WordIt it_word;
13         it_word = root->_words.find(*it_char);
14         
15         if(it_word == root->_words.end())
16         {
17             return -1;
18         }else{
19             root = it_word->second;
20         }
21     }
22     return root->_wordId;
23 }

  關於以上,有另外一個想法:不管是在插入還是查找,都是要先“查找”,看看有沒有那個節點。對於查找操作,只要返回有或者沒有就行了;而對於插入,如果沒有就返回它的位置,從那裡開始添加節點,這樣似乎又可以復用一些代碼了  0。0

 

  最後就是導入和導出了。

  關於這塊,寫之前一直在糾結,是要遍歷所有詞,把詞完整地存下來。采用json的格式,對於“編程學習”與“編程訓練”:

  直接存進文件,後面帶上ID的效果:

1 [
2     { "word" : "編程學習" , "id" : 1},
3     { "word" : "編程訓練" , "id" : 2)
4 ]

 

  還是把樹按節點存下來,

(後來發現其實這是一個序列化與反序列化的問題——2016.12.4  23:54 注)

 1 [
 2     {"key" : "編" , "flag" : 1, "id" : 0 , "value" : 
 3     {"key" : "程" , "flag" : 1 , "id" : 0 , "value" : 
 4       {"key" : "學" , "flag" : 1 , "id" : 0, "value" : 
 5         {"key" : "習" , "flag" : 0 , "id" : 1, "value" : "NULL"
 6         }
 7       },
 8       {"key" : "訓" , "flag" : 1 , "id" : 0, "value" : 
 9         {"key" : "練" , "flag" : 0 , "id" : 2, "value" : "NULL"
10         }
11       }
12     }
13   }
14 ]

  大致是這樣一層嵌套一層的結構。雖然這種結構可以用棧來實現,即把Json::Value型數據入棧,但是後來想想這樣雖然一次只存一個結點,好像很節約空間,但是每個節點還要存一些額外的信息,邏輯似乎比較復雜,於是決定用第一種方法來實現,比較簡單粗爆。

  代碼如下:

 1 void Dictionary::leading_out()
 2 {
 3     Json::Value root;
 4     Json::FastWriter writer;
 5 
 6     resetPoint();
 7     
 8     while(!isEnd())
 9     {
10         Json::Value elem;
11         elem["Word"] = getCurWord();
12         elem["WordId"] = getCurWordId();
13         root.append(elem);
14         next();
15     }
16 
17     string words;
18     words = writer.write(root);
19     
20     ofstream ofs;
21     const char * path = _conf.getDictionaryPath().c_str();
22     ofs.open(path);
23     if(!ofs.good())
24     {
25         cout << "open Dictionary.json error(leading_out)" << endl;
26         ofs.open("Dictionary.tmp");
27         if(!ofs.good())
28         {
29             exit(EXIT_FAILURE);
30         }
31     }
32     
33     ofs << words;
34     ofs.close();
35 }

  存入文件的效果如下:

1 [{"Word":"編程軟件","WordId":2},{"Word":"編程學習","WordId":3},{"Word":"編程學習網站","WordId":4},{"Word":"編程入門","WordId":1}]  

  只有一行(不要在意id順序)。

  之前想過一種方法能夠讓它以多行的形式存到文件中,做了如下處理:

 1     .
 2     .
 3     .
 4 ofs << "[" << endl;
 5 int size = root.size();
 6 for(int i = 0; i < size; ++i)
 7 {
 8     string json_file = writer.write(root[i]);
 9     int len = json_file.size();
10     json_file[len - 1] = ' ';
11     ofs << "\t" << json_file;
12     if(i != size -1)
13     {
14         ofs << "," << endl;
15     }
16     }
17 ofs << endl << "]" << endl;
18 ofs.close();
19     .
20     .
21     .

  一項一項地取出,把最後的'\n'替換成空格,然後自己控制輸出格式。

 

  導入格式要與導出格式對應,也使用json,如下:

 1 void Dictionary::leading_in()
 2 {
 3     ifstream ifs;
 4     const char * path = _conf.getDictionaryPath().c_str();
 5     ifs.open(path);
 6     if(!ifs.good())
 7     {
 8         cout << "open Dictionary.json error(leading_in)" << endl;
 9     }else{
10         Json::Value root;
11         Json::Reader reader;
12         
13         if(!reader.parse(ifs, root, false))
14         {
15             cout << "json read Dictionary.json error" << endl;
16         }else{
17             int size = root.size();
18             for(int i = 0; i < size; ++i)
19             {
20                 string word = root[i]["Word"].asString();
21                 int wordId = root[i]["WordId"].asInt();
22                 AddWord(word, wordId);
23                 ++(_dictionary->_wordId);
24             }
25         }
26     }
27 }

 

  這裡要說明一下,導出和導入打開文件如果失敗了沒有exit的原因:

  對於導出,如果打開一個文件失敗了直接exit,那內存中的東西就全部丟失了,於是就采用在當路徑下創建一個臨時文件來存要存的內容。

  對於導入,打開文件失敗只是說明路徑有問題或者文件本身有問題,修改一下就可以了,或者只是沒有導入詞典而已,程序中如果已經添加了一些詞,此時退出也會使內容丟失。

  當然,目前的機制還是有問題的,比如詞ID的設置,如果在內存中已有詞的情況下導入新詞,可能會使ID錯亂。對於導出,或許可以設置一個機制:任何位置要退出的時候都把內容存入臨時文件中,可能會更好。

  做到這裡,突然又想實現詞的補全功能:傳入“編程”,能傳出“學習”、“學習網站”等的集合,這個做好了再補上吧!

 

 

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