支持追加，前置和搜索操作的字符串数据结构

Question

我需要构建一个文本编辑器作为我的迷你项目，我需要设计一个支持以下操作的数据结构或算法：

• 追加：在字符串的末尾附加一个字符。
• Prepend ：在字符串的开头添加一个字符。
• 搜索：给定搜索字符串s，找到字符串的所有匹配项。

每次操作在O（log n）时间或更短时间内。搜索和替换操作将是可观的，但不是必需的。字符串的最大长度是常量。任何想法如何实现这一目标？

谢谢！

Answer 1

这种应用程序的通用数据结构是Rope，其中Append和Prepend是O（1），尽管这取决于树是否平衡。但是，如Толя所述，搜索将是线性的。

肯定有数据结构可以使搜索更快，例如Suffix Tree，但它们可能不适合文本编辑器应用程序。

Answer 2

我建议你改编Trie。在追加操作中，添加以新字符结尾的字符串的所有后缀，其长度最多为数据结构中字符串的最大长度。在prepend中添加从新char开始的字符串的所有前缀，其长度最多为字符串的固定长度。渐近两个操作都是常量 - 它们取O(k^2)，其中k是字符串的固定长度。对于结构中的每个节点，跟踪在该节点处结束的所有字符串（可能是列表）。

搜索操作将再次保持不变：迭代字符串并输出存储在结束节点中的所有索引（如果您还没有“退出树”）。

我的方法的一个缺点是内存开销（大多数时候是单词的最大长度），但是如果允许的最大字符串长度是合理的并且你只插入真正的单词（例如来自英语字典），这不应该是一个大问题。