【第十一周】实现 Trie (前缀树)

LeetCode 208. 实现 Trie (前缀树)

Trie（发音类似 "try"）或者说 前缀树 是一种树形数据结构，用于高效地存储和检索字符串数据集中的键。这一数据结构有相当多的应用情景，例如自动补完和拼写检查。

请你实现 Trie 类：

• Trie() 初始化前缀树对象。
• void insert(String word) 向前缀树中插入字符串 word 。
• boolean search(String word) 如果字符串 word 在前缀树中，返回 true（即，在检索之前已经插入）；否则，返回 false 。
• boolean startsWith(String prefix) 如果之前已经插入的字符串 word 的前缀之一为 prefix ，返回 true ；否则，返回 false 。

示例：

输入
["Trie", "insert", "search", "search", "startsWith", "insert", "search"]
[[], ["apple"], ["apple"], ["app"], ["app"], ["app"], ["app"]]
输出
[null, null, true, false, true, null, true]

解释
Trie trie = new Trie();
trie.insert("apple");
trie.search("apple");   // 返回 True
trie.search("app");     // 返回 False
trie.startsWith("app"); // 返回 True
trie.insert("app");
trie.search("app");     // 返回 True

提示：

• 1 <= word.length, prefix.length <= 2000
• word 和 prefix 仅由小写英文字母组成
• insert、search 和 startsWith 调用次数 总计 不超过 3 * 104 次

Trie树

Trie树是一种专门处理字符串匹配的数据结构，用来解决在一组字符串集合中快速查找某个字符串的问题。
Trie 树的本质，就是利用字符串之间的公共前缀，将重复的前缀合并在一起。

class Trie {
    private TreeNode root;

    /** Initialize your data structure here. */
    public Trie() {
        root = new TreeNode('/');
    }
    
    /** Inserts a word into the trie. */
    public void insert(String word) {
        TreeNode p = root;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            char c = word.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if (p.children[index] == null) {
                TreeNode node = new TreeNode(c);
                p.children[index] = node;
            }
            p = p.children[index];
        }
        p.isEndingChar = true;
    }
    
    /** Returns if the word is in the trie. */
    public boolean search(String word) {
        TreeNode p = root;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            char c = word.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if (p.children[index] == null) {
                return false;
            }
            p = p.children[index];
        }
        if (p.isEndingChar == true) return true;
        else return false;
    }
    
    /** Returns if there is any word in the trie that starts with the given prefix. */
    public boolean startsWith(String prefix) {
        TreeNode p = root;
        for (int i = 0; i < prefix.length(); i++) {
            char c = prefix.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if (p.children[index] == null) {
                return false;
            }
            p = p.children[index];
        }
        return true;
    }

    public class TreeNode {
        public char data;
        public TreeNode[] children = new TreeNode[26];
        public boolean isEndingChar = false;
        public TreeNode(char data) {
            this.data = data;
        }
    }
}

/**
 * Your Trie object will be instantiated and called as such:
 * Trie obj = new Trie();
 * obj.insert(word);
 * boolean param_2 = obj.search(word);
 * boolean param_3 = obj.startsWith(prefix);
 */