C++ TrieTree(字典树)容器的实现
最近研究了一下C++线程池,在网上看了一下别人的代码,写的很不错,参见:http://www.cnblogs.com/lidabo/p/3328646.html
其中,他用了STL的set容器管理线程池中的线程,在线程池运行的过程中需要频繁的进行插入、查找和删除的操作,我个人觉得这些操作会是线程池中的很大的时间开销,想起了大学老师讲过的一个TireTree(字典树)的数据结构,利用多叉树
可以快速的实现元素的插入、查找和删除,稍加改动也可以支持自动排序,唯一的缺点就是多叉树的结构空间开销较大,所以要控制好内存操作,防止内存泄露。
经测试,再插入元素和删除元素的方面,TrieTree比set有明显优势,在相同的元素数量下,内存开销也不过是set的1.5~2倍,时间却是1/10左右。
#ifndef _MY_TRIE_TREE
#define _MY_TRIE_TREE template<class T,class K>
class TrieTree{
public:
TrieTree();
virtual ~TrieTree();
bool insert(T *data,K key,bool overwrite = false);
bool remove(K key,bool free_memory = false);
bool find(K key,T *& pData);
private:
enum
{
Dimension = ,
};
typedef struct tagNode
{
tagNode *child[Dimension];
T *data;
tagNode()
{
for(int i = ;i < Dimension;i++)
{
child[i] = NULL;
}
data = NULL;
}
~tagNode()
{
if(child == NULL)
{
delete[] child;
}
if(data != NULL)
{
delete data;
}
}
}Node;
Node *m_pHead;
unsigned int m_nElementCnt;
unsigned int m_nNodeCnt;
void destory(Node *p_head);
public:
void free();
void dump();
void trival( Node *pNode,int &nodeCnt );
}; template<class T,class K>
bool TrieTree<T, K>::find( K key,T *& pData )
{
int m = ;
Node **p_find = NULL;
if(m_pHead == NULL)
{
return false;
}
p_find = &m_pHead;
while( key > )
{
m = key%;
if((*p_find) != NULL)
{
p_find = &(*p_find)->child[m];
}
else
{
break;
}
key /= ;
}
if((*p_find) != NULL)
{
// 数据为空
if((*p_find)->data == NULL)
{
return false;
}
pData = (*p_find)->data;
return true;
}
else
{
return false;
}
} template<class T,class K>
void TrieTree<T, K>::free()
{
destory(m_pHead);
} template<class T,class K>
void TrieTree<T, K>::destory( Node *p_head )
{
if(p_head != NULL)
{
for(int i = ;i < Dimension;i++)
{
destory(p_head->child[i]);
}
delete p_head;
m_nNodeCnt--;
}
} template<class T,class K>
void TrieTree<T, K>::trival( Node *pNode,int &nodeCnt )
{
if(pNode != NULL)
{
nodeCnt++;
if(pNode->data != NULL)
{
//cout<<*(pNode->data)<<" ";
}
for(int i = ;i < Dimension;i++)
{
trival(pNode->child[i],nodeCnt);
}
}
} template<class T,class K>
void TrieTree<T, K>::dump()
{
int nodeCnt = ;
trival(m_pHead,nodeCnt);
cout<<endl;
//cout<<endl<<"size = "<<sizeof(Node)<< " * "<<nodeCnt<<" = "<<sizeof(Node)*nodeCnt<<endl;
//cout<<endl<<"data = "<<sizeof(T)<< " * "<<m_nElementCnt<<" = "<<sizeof(T)*m_nElementCnt<<endl;
//cout<<endl<<"rate = "<<((double)sizeof(T) * m_nElementCnt)/(sizeof(Node)*nodeCnt)<<endl;
cout<<"m_nNodeCnt = "<<m_nNodeCnt;
cout<<",m_nElementCnt = "<<m_nElementCnt;
cout<<",nodeCnt = "<<nodeCnt<<endl;
} template<class T,class K>
TrieTree<T,K>::TrieTree()
{
m_pHead = new Node();
m_nElementCnt = ;
m_nNodeCnt = ;
} template<class T,class K>
TrieTree<T,K>::~TrieTree()
{
destory(m_pHead);
} template<class T,class K>
bool TrieTree<T, K>::remove( K key ,bool free_memory)
{
int m = ;
Node **p_find = NULL;
if(m_pHead == NULL)
{
return false;
}
p_find = &m_pHead;
while( key > )
{
m = key%;
if((*p_find) != NULL)
{
p_find = &(*p_find)->child[m];
}
else
{
break;
}
key /= ;
}
if((*p_find) != NULL)
{
// 不释放节点空间
if( free_memory == false )
{
if((*p_find)->data == NULL)
{
return false;
}
delete (*p_find)->data;
(*p_find)->data = NULL;
m_nElementCnt--;
return true;
}
// 释放节点空间
else
{
//并不是所有节点都能释放,没有子节点的节点才能释放
bool hasChild = false;
for(int i = ;i < Dimension;i++)
{
if((*p_find)->child[i] != NULL)
{
hasChild = true;
}
}
// 释放节点,直接delete
if(hasChild == false)
{
delete (*p_find);
(*p_find) = NULL;
m_nElementCnt--;
m_nNodeCnt--;
}
// 不能释放节点,释放data,data = NULL
else
{
if((*p_find)->data == NULL)
{
return false;
}
T *pData = (*p_find)->data;
(*p_find)->data = NULL;
delete pData;
pData = NULL;
m_nElementCnt--;
return true;
}
}
}
else
{
return false;
}
} template<class T,class K>
bool TrieTree<T, K>::insert( T *data,K key,bool overwrite)
{
int m = ;
Node **p_find = NULL;
if(m_pHead == NULL)
{
return false;
}
p_find = &m_pHead;
while( key > )
{
m = key%;
if((*p_find) == NULL)
{
(*p_find) = new Node();
m_nNodeCnt++;
}
p_find = &(*p_find)->child[m];
key /= ;
}
if((*p_find) == NULL)
{
(*p_find) = new Node();
(*p_find)->data = data;
m_nNodeCnt++;
m_nElementCnt++;
return true;
}
else
{
if((*p_find)->data == NULL)
{
(*p_find)->data = data;
m_nElementCnt++;
return true;
}
else
{
if(overwrite == false)
{
return false;
}
else
{
(*p_find)->data = data;
m_nElementCnt++;
return true;
}
}
}
} #endif
测试代码:
void test1()
{
int cnt = ;
time_t s,e;
int n = ,m = ;
TrieTree<R,int> a;
set<R*> b;
for(m = ;m < ;m++)
{
cout<<"item count:"<<n<<endl;
s = clock();
for(int i = ;i < n;i++)
{
R *r = new R(i);
a.insert(r,i);
}
//a.dump();
for(int i = ;i < n/;i++)
{
a.remove(i,true);
}
e = clock();
cout<<"TrieTree Use Time:"<<e-s<<endl;
s = clock();
for(int i = ;i < n;i++)
{
R *r = new R(i);
b.insert(r);
}
b.clear();
e = clock();
cout<<"Set Use Time:"<<e-s<<endl;
cout<<"-------------------"<<endl;
n*=;
}
}
int main()
{
test1();
system("pause");
return ;
}
测试结果:

以上仅是我个人的观点,代码也仅仅是练练手而已,不保证理论和实现完全正确,仅供参考。
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