Trie


Trie を用いた単語の特定方法
 Indexの実現方法として、Trie構造があげられる。。 Trie構造は図R−1のような構造のことであり、 単語を文字に分解して木構造になるようにデータを結合したものである。  例えば、”かき”,”かこ”、”かん”,”かんがえる”、”かんがるー”、”かんし”という単語を元に 作成すると図R−1ようなTrieが出来る。

Trieは一文字選択するごとに、選択肢を限定していけることから 高速に処理することができることがわかると思う。

 しかし、後日説明するが、Trieは大きなデータ構造であるために、特別な処理が必要です。 極めてデータが大きくなると、ハードディスクからアクセスすることになり、 とても重い処理になってしまいます。そこで圧縮を行ってあげたり、ハードディスクからの読み込みを あまり意識しなくて良いようにする必要があります。
(Modern nformation retrival は Tree や 圧縮関連の知識が集められているので必読ですよ!!)

圧縮を行うにしても、ハードに保存するにしても、整列化する必要があります。 一度整列化すると、 Trieを再構成するのが難しくなるので、整列化したTrieをこのページでは 静的なTrieと呼ぶことにします。 (なぜかは後で、解決策も後で)

 木構造を無駄なく、深さ優先で保存する方法について説明を行います。
深さ優先データを保存する

 深さを優先して保存する場合らは木構造は図Trie−1のよ数字が示すような順番でデータを保存していく。 深さ優先でデータを保存する場合は、メモリーに下位の木構造ごと一括で一括でよみとることができる。例えば、1以下の下位構造すべてを読み取る場合には、1から12までのデータを読みとることであり。2以下の下位構造2から7までのデータをメモリーに読み取ることを意味している。これらの機能は、ハードディスクのSeekの回数を減らすことができるため、複数のアプリレーションでハードを共有している場合に、より早く処理することができ可能性がある 。ハードディスクがseekする範囲が大きくなると。その分時間を必要とするためである。
深さ優先の場合ポインタ分だけ重くなる
 葉の位置を知っておくことで、探索回数ほ減らすことが出来る。 木が葉の位置を知らない場合、例えば2から8へ移るには、3 4 5 6 7というステップを踏まなくては成らない。これは非効率である。そこで、2は3と5と8の位置をあらかじめ知っていれば、 3 4 5 6 7というステップを踏まなくて良くなるわけである。   

 葉の位置は図Trie−2のように配置する方法が考えられる。一つのノードが必要にとする容量がnbitの時、親ノードは子ノードの容量とnbitを足した数()だけ必要となる。  これらのノードに必要となる容量を参考にリンク表を作ると。 最低でも  リンク数×ポインターの大きさのだけTrieは大きな構造になるのである。
Hash関数を用いた単語の特定方法
 ハッシュ関数を持ちいる方法は単語を特定するためにおおきなデータ構造を使用しない。Hash関数は単語からnbitの乱数を生成する能力を持っており。また生成された乱数から単語を見つけ出すことが困難な乱数を生成することができる。   この能力を利用して、文字列をハッシュにかけた値をmbitの整数として扱う方法である。 ハッシュ関数はデータの大きさにしない優れた方法であるが、表のデーターを特別大きくとらなくては成らないというデメリットがある。  異なる単語から生成されたハッシュ値が同じになる可能性があるからである。同じでも良いとする場合には、表のデータをで表現することはできないため。単語用大き目のデータを用意しなくてはならない。 または、表のデータを大きめにとることで衝突をさけることができるが、これもまた表のデータを大きくする結果となる 。

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