搜尋聯想功能是各大搜尋引擎具備的基礎功能，如下圖所示，這個功能簡化了使用者的輸入行為，並且能夠給使用者推薦熱門的搜尋詞，下面我們來講一下如何用php實現搜尋聯想的功能。
實現原理
搜尋聯想功能拆解一下由兩部分組成
給定一個查詢詞，找出以他為字首的其他目標查詢詞
對目標查詢詞進行排序，選出權重高的若干個查詢詞
本篇中重點講解一下第一部分的實現，這裡使用Trie樹，也叫字典樹，這個資料結構來解決這個問題。通過Trie樹可以很方便快速的找到已該字串為字首的目標字串。
什麼是Trie樹
Trie樹，即字典樹，又稱單詞查詢樹或鍵樹，是一種樹形結構，是一種雜湊樹的變種。典型應用是用於統計和排序大量的字串（但不僅限於字串），所以經常被搜尋引擎系統用於文字詞頻統計。它的優點是：最大限度地減少無謂的字串比較，查詢效率往往比雜湊表高。
Trie的核心思想是空間換時間。利用字串的公共字首來降低查詢時間的開銷以達到提高效率的目的。
它有3個基本性質：
根節點不包含字元，除根節點外每一個節點都只包含一個字元。
從根節點到某一節點，路徑上經過的字元連線起來，為該節點對應的字串。
每個節點的所有子節點包含的字元都不相同。
假如我們有如下字串
hello，hi，today，touch，weak
那麼構造出來的Trie樹如下圖所示
當查詢的時候只需要從根開始按字元沿著樹進行深度遍歷，就可以把已該詞為字首的其他查詢詞查詢出來。
程式碼實現
用於實現搜尋聯想功能的核心方法有兩個：
將查詢詞的資料集構建成Trie樹
查詢以某個查詢詞為字首的所有查詢詞
第一步：構建Trie樹
注意由於一個字串有中文有英文，所以對每個字串使用以下程式碼進行了分割，將字串轉化成了一個字元的陣列
$charArray = preg_split('/(?<!^)(?!$)/u', $str);
然後對每個字串執行addWordToTrieTree方法，這個方法將一個詞加入到Trie樹中，這裡用到了遞迴的方法
/**
* 將字串的陣列構建成Trie樹
*
* @param [array] $strList
* @return array
*/
public function buildTrieTree($strList)
{
$tree = [];
foreach ($strList as $str) {
$charArray = preg_split('/(?<!^)(?!$)/u', $str);
$tree = $this->addWordToTrieTree($charArray, $tree);
}
return $tree;
}
/**
* 把一個詞加入到Trie樹中
*
* @param [type] $charArray
* @param [type] $tree
* @return array
*/
public function addWordToTrieTree($charArray, $tree)
{
if (count($charArray) === 0) {
return [];
}
$char = $charArray[0];
$leftStr = array_slice($charArray, 1);
$tree[$char] = $this->addWordToTrieTree($leftStr, $tree[$char]);
return $tree;
}
查詢字首詞
查詢字首詞即給定一個字串，查詢樹中所有以該串為字首的字串，也就是聯想的過程。
首先呼叫findSubTree方法，從Trie中找到該字首所在的子樹，然後呼叫traverseTree方法，遍歷這顆子樹，把所有的字串都提取出來，這裡也是用了遞迴的方法。
/**
* @param $prefix
* @return array
*/
public function queryPrefix($prefix)
{
$charArray = preg_split('/(?<!^)(?!$)/u', $prefix);
$subTree = $this->findSubTree($charArray, $this->tree);
$words = $this->traverseTree($subTree);
foreach ($words as &$word) {
$word = $prefix . $word;
}
return $words;
}
/**
* 查詢子樹
* @param $charArray
* @param $tree
* @return array|mixed
*/
public function findSubTree($charArray, $tree)
{
foreach ($charArray as $char) {
if (array_key_exists($char, $tree)) {
$tree = $tree[$char];
} else {
return [];
}
}
return $tree;
}
/**
* 遍歷樹
* @param $tree
* @return array
*/
public function traverseTree($tree)
{
$words = [];
foreach ($tree as $node => $subTree) {
if (empty($subTree)) {
$words[] = $node;
return $words;
}
$chars = $this->traverseTree($subTree);
foreach ($chars as $char) {
$words[] = $node . $char;
}
}
return $words;
}
程式碼與測試結果
完整程式碼：
<?php
/**
* Class TrieTree
*/
class TrieTree
{
private $tree;
public function __construct($strList)
{
$this->tree = $this->buildTrieTree($strList);
}
/**
* @param $prefix
* @return array
*/
public function queryPrefix($prefix)
{
$charArray = preg_split('/(?<!^)(?!$)/u', $prefix);
$subTree = $this->findSubTree($charArray, $this->tree);
$words = $this->traverseTree($subTree);
foreach ($words as &$word) {
$word = $prefix . $word;
}
return $words;
}
/**
* 查詢子樹
* @param $charArray
* @param $tree
* @return array|mixed
*/
public function findSubTree($charArray, $tree)
{
foreach ($charArray as $char) {
if (array_key_exists($char, $tree)) {
$tree = $tree[$char];
} else {
return [];
}
}
return $tree;
}
/**
* 遍歷樹
* @param $tree
* @return array
*/
public function traverseTree($tree)
{
$words = [];
foreach ($tree as $node => $subTree) {
if (empty($subTree)) {
$words[] = $node;
return $words;
}
$chars = $this->traverseTree($subTree);
foreach ($chars as $char) {
$words[] = $node . $char;
}
}
return $words;
}
/**
* 將字串的陣列構建成Trie樹
*
* @param [array] $strList
* @return array
*/
public function buildTrieTree($strList)
{
$tree = [];
foreach ($strList as $str) {
$charArray = preg_split('/(?<!^)(?!$)/u', $str);
$tree = $this->addWordToTrieTree($charArray, $tree);
}
return $tree;
}
/**
* 把一個詞加入到Trie樹中
*
* @param [type] $charArray
* @param [type] $tree
* @return array
*/
public function addWordToTrieTree($charArray, $tree)
{
if (count($charArray) === 0) {
return [];
}
$char = $charArray[0];
$leftStr = array_slice($charArray, 1);
$tree[$char] = $this->addWordToTrieTree($leftStr, $tree[$char]);
return $tree;
}
/**
* @return array
*/
public function getTree()
{
return $this->tree;
}
}
$strList = ['春風十里', '春天在哪裡', '一百萬個可能', '一千年以後', '後來', '後來的我們', '春天裡', '後會無期'];
$trieTree = new TrieTree($strList);
print_r($trieTree->getTree());
$prefix = '春天';
$queryRes = $trieTree->queryPrefix($prefix);
print_r($queryRes);
將’春風十里’,‘春天在哪裡’,‘一百萬個可能’,‘一千年以後’,‘後來’,‘後來的我們’,‘春天裡’,’後會無期’這些歌名作為資料集，構建一個Trie樹並進行測試。
可以看到輸出以下結果
Array
(
[春] => Array
(
[風] => Array
(
[十] => Array
(
[裡] => Array
(
)
)
)
[天] => Array
(
[在] => Array
(
[哪] => Array
(
[裡] => Array
(
)
)
)
[裡] => Array
(
)
)
)
[一] => Array
(
[百] => Array
(
[萬] => Array
(
[個] => Array
(
[可] => Array
(
[能] => Array
(
)
)
)
)
)
[千] => Array
(
[年] => Array
(
[以] => Array
(
[後] => Array
(
)
)
)
)
)
[後] => Array
(
[來] => Array
(
[的] => Array
(
[我] => Array
(
[們] => Array
(
)
)
)
)
[會] => Array
(
[無] => Array
(
[期] => Array
(
)
)
)
)
)
Array
(
[0] => 春天在哪裡
[1] => 春天裡
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