在嵌套范围内查找的最佳数据结构

Question

比如说，有一个树形数据结构，它的每个叶子都定义了一组用于查找的键：

*
|- A = 1, B = 2
|- *
   |- C = 4
   |- *
      |- D = 5
      |- D = 6, E = 7

我需要一种在深度优先遍历树时找到任何给定叶子的键值的方法。

我想到了两种方法：

1. 如果在当前叶子中找不到该值，则检查其父级的字典，依此类推回到树的根。

2. 有一个全局字典，每个叶子在被遍历时插入/删除它的键。在此全局字典中执行的查找。

很可能会有很多叶子，每个叶子都有几个键，每个键大约需要 3-4 次查找。

哪种方法更有效？或者，也许有另一种比两者都更好的方法？

Answer 1

您正在实施的编程语言肯定会定义名称解析的确切规则。我认为这不会导致深度优先搜索。名称解析规则，非常频繁，看起来像这样：

1. 搜索当前范围，经常只考虑源代码中从当前位置声明“向上”的内容；
2. 当满足某些特定规则时，例如有某种形式的 using / import 或任何其他构造链接到某个其他范围，在该其他范围中执行搜索（所有这些范围，顺序），并在其中递归：
   1. 搜索给定范围，
   2. 递归任何相关的嵌套范围；
3. 转到立即封闭的范围；
4. 从 (1) 重复，其中“当前”范围是 (3) 中确定的范围。

换句话说，您逐渐在封闭范围树中向上，并决定是否搜索任何“外部”引用范围。诸如using / import 之类的语句会导致作用域之间的引用，进而导致被视为作用域树的内容实际上是有向图。

关于查找表的构造，我将从一个简单的哈希表开始。 Prefix trees (tries) 也适用于这些场景。

最后但同样重要的是，我不会太在意查找性能，除非在编译数万或数十万行代码时遇到真正的性能问题。