Trie树的应用，一道算法问题求解 代码实现

　　上篇文章中我们介绍了Trie树结构，并使用Trie树解决了一个算法问题，具体问题请参看这里：　　

　　http://www.cnblogs.com/springfield/archive/2010/06/16/1758450.html

 

　　这篇文章中我们来介绍这个算法的具体实现：

　　

　　首先我们要定义Trie树的节点：

　　

 

typedef  struct  Node{

     int  words;                 // 在该节点处结束的字符串数量    
    BOOL hasChild;             // 该节点是否有子节点，用于遍历Trie树
     struct  Node  * edges[ 10 ];    // 该节点的10条边 分别对应0-9每个字符

}TrieNode;

 

　　

　　在定义好节点之后，我们需要初始化该节点，所以下面的初始化函数用来给节点的各个成员设置默认值：

 

 

void  init(TrieNode  * node){
    
     int  i;
    node -> words  =   0 ;
    node -> hasChild  =  FALSE;
     for (i  =   0 ;i  <   10 ;i ++ ){
        
        node -> edges[i]  =  NULL;
    }
}

 

 

　　下面就可以开始构造Trie树了，由于我们的题目中，输入的是一组电话号码，所以我们逐一用每条电话号码来构造Trie树，从第一个电话号码开始，将每个电话号码插入Trie树中，具体过程前面介绍过了，这里只简单说一下：从根节点开始，如果这个号码的第一个字符为'2'，那么就从根节点对应字符为'2'的边上创建一个子节点，然后再从这个子节点开始继续和该号码的下一个字符进行比对，操作方式和上面相同，更详细的资料请参看上一篇文章，这里不再赘述.

　　我们这里引入了一个函数，用这个函数来进行增加号码的操作：

 

　　

void  addNode(TrieNode  * node, char   * word){

     char  firstChar;
    TrieNode  * tempNode;
     int  edgeIndex;

     if (strlen(word)  ==   0 ){

        node -> words  =  node -> words  +   1 ;

    } else {
                
        node -> hasChild  =  TRUE;
        firstChar  =  word[ 0 ];
        edgeIndex  =  (( int )firstChar)  -   48 ;
         if (node -> edges[edgeIndex]  ==  NULL){

            tempNode  =  node -> edges[edgeIndex]  =  createTrieNode();　　//创建Trie树节点，进行分配内存空间等操作

            init(tempNode);
        }
        

        cutLeftmostCharacter(word);　　//删除字符串中的最左边的字符，因为这个字符已经在Trie树中计算过了
        addNode(node -> edges[edgeIndex],word);

    }
}

 

　　有了AddNode()这个函数，我们就可以构造出整棵Trie树了，这个函数中用到了两个辅助函数createTrieNode()和cutLeftmostCharacter()，分别用来创建新节点和去除最左边的字符，以便进行下一次调用。

　　在我们将一组电话号码全都增加到Trie树中之后，我们进可以遍历这颗树，来确定是否要包含关系的字符串了，这个函数主要是通过判断是否有非叶子节点被标识成字符串结尾（这个字上一篇文章中有详细介绍），该函数实现如下：

 

int  calcIfConsistent(TrieNode  * node){
    
     int  i;
     long  rs  =   0 ;                 // 用来表示是否有非叶子节点被表示为字符串结尾，如果rs大于0证明有这种节点

     if (node -> hasChild){             // 如果该节点不是叶子节点，判断它的标识情况
        
        rs  =  node -> words;         // 该节点被标识为字符串结尾的数量

         for (i  =   0 ;i  <   10 ;i ++ ){     // 对该节点的所有子节点进行同样的操作
            
             if (node -> edges[i]  !=  NULL){
                
                rs  +=  calcIfConsistent(node -> edges[i]);
            }
        }            

         return  rs;

    } else {
         return   0 ;
    }
}

 

 

 　　我们通过这个函数的返回值，就可以判断出这组电话号码是否一致，然后输出相应的结果，这道问题就可以解决了。当然这里给出的代码肯定不是最好的，如果大家有更好的思路，欢迎大家一起交流。完整代码如下：

 

　　

　　

算法代码

#include  < stdio.h >
#include  < string .h >
#include  < stdlib.h >

#define  TRUE 1
#define  FALSE 0

typedef  int  BOOL;

typedef  struct  Node{

     int  words;                 // 在该节点处结束的字符串数量    
    BOOL hasChild;             // 该节点是否有子节点，用于遍历Trie树
     struct  Node  * edges[ 10 ];     // 该节点的10条边 分别对应0-9每个字符

}TrieNode;

TrieNode *  createTrieNode(){
    
     return  (TrieNode * )malloc( sizeof (TrieNode));
}

void  cutLeftmostCharacter( char   * str){

     int  len  =  strlen(str);
     int  i;

     for (i  =   1 ;i  <  len;i ++ ){
        
        str[i  -   1 ]  =  str[i];

    }

    str[i  -   1 ]  =   ' \0 ' ;
}

void  init(TrieNode  * node){
    
     int  i;
    node -> words  =   0 ;
     // node->prefixes = 0;
    node -> hasChild  =  FALSE;
     for (i  =   0 ;i  <   10 ;i ++ ){
        
        node -> edges[i]  =  NULL;
    }
}

void  addNode(TrieNode  * node, char   * word){

     char  firstChar;
    TrieNode  * tempNode;
     int  edgeIndex;

     if (strlen(word)  ==   0 ){

        node -> words  =  node -> words  +   1 ;

    } else {
                
        node -> hasChild  =  TRUE;
        firstChar  =  word[ 0 ];
        edgeIndex  =  (( int )firstChar)  -   48 ;
         if (node -> edges[edgeIndex]  ==  NULL){

            tempNode  =  node -> edges[edgeIndex]  =  createTrieNode();

            init(tempNode);
        }
        

        cutLeftmostCharacter(word);
        addNode(node -> edges[edgeIndex],word);

    }
}

int  calcIfConsistent(TrieNode  * node){
    
     int  i;
     long  rs  =   0 ;                 // 用来表示是否有非叶子节点被表示为字符串结尾，如果rs大于0证明有这种节点

     if (node -> hasChild){             // 如果该节点不是叶子节点，判断它的标识情况
        
        rs  =  node -> words;         // 该节点被标识为字符串结尾的数量

         for (i  =   0 ;i  <   10 ;i ++ ){     // 对该节点的所有子节点进行同样的操作
            
             if (node -> edges[i]  !=  NULL){
                
                rs  +=  calcIfConsistent(node -> edges[i]);
            }
        }            

         return  rs;

    } else {
         return   0 ;
    }
}


void  freeTrieTree(TrieNode  * node){

     int  i;

     if (node -> hasChild){
    
         for (i  =   0 ;i  <   10 ;i ++ ){
            
             if (node -> edges[i]  !=  NULL){

                freeTrieTree(node -> edges[i]);
            }

        }

        free(node);

    } else {

        free(node);
    }
}

int  main(){

     int  group_count  =   0 ;
     int  n  =   0 ;
     char  phoneNumber[ 11 ];
    TrieNode  * root;
    scanf( " %d\n " , & group_count);

     while (group_count  !=   0 ){
                
        scanf( " %d\n " , & n);
        
        root  =  createTrieNode();        
        init(root);        
         while (n  !=   0 ){
            
            scanf( " %s\n " ,phoneNumber);
            addNode(root,phoneNumber);
            n -- ;

        }

         if (calcIfConsistent(root)  >   0 ){
            
            printf( " NO\n " );

        } else {
        
            printf( " YES\n " );
        }
        
        freeTrieTree(root);
        group_count -- ;
    }
}