力扣208. 实现 Trie (前缀树) C++使用内部结构体

题目

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

分析

因为不知道每个节点有几个儿子节点，因此在定义树节点结构的时候不能只定义left,right指针，需要用一个数组来进行保存，使用数组时有两种选择：

• 时间优先，因为每个节点的最多有26个儿子节点（26）个字母，因此对于每个树节点，都申请一个26个空间的数组来进行存放，数组是O（1）时间来进行访问，因此可以让前缀树的查找时间等于O（L），L为单词长度
• 空间优先，在构建前缀树时，碰到一个新节点开一次新节点，每次遍历的时候则需要遍历每一层的每一个节点去进行查找

前缀树一般用于查找较多，因此优先考虑时间

题解

节点结构

    struct TreeNode {
        int val;
        int flag;

        vector children;

        TreeNode(int _val) : val(_val), flag(0), children(26, nullptr) {}

        TreeNode() : val(0), flag(0), children(26, nullptr) {}
    };

其中val可以省略，但为了更像一个节点，还是将其带上，flag用于search函数

完整代码

class Trie {
private:
    struct TreeNode {
        int val;
        int flag;

        vector children;

        TreeNode(int _val) : val(_val), flag(0), children(26, nullptr) {}

        TreeNode() : val(0), flag(0), children(26, nullptr) {}
    };

    TreeNode *root = nullptr;
public:
    Trie() {
        root = new TreeNode();
    }

    void insert(string word) {
        TreeNode *node = root;
        for (auto c: word) {
            int index = c - 'a';
            if (node->children[index] == nullptr)
                node->children[index] = new TreeNode();
            node = node->children[index];
        }
        node->flag = 1;
    }

    bool search(string word) {
        TreeNode *node = root;
        for (auto c: word) {
            int index = c - 'a';
            if (node->children[index] == nullptr) {
                return false;
            }
            node = node->children[index];
        }
        if (node->flag == 1)
            return true;
        else
            return false;
    }

    bool startsWith(string prefix) {
        TreeNode *node = root;
        for (auto c: prefix) {
            int index = c - 'a';
            if (node->children[index] == nullptr) {
                return false;
            }
            node = node->children[index];
        }
        return true;
    }
};

注意search和startsWith两个函数的区别