LeetCode 06 - 前缀树

实现前缀树

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。

Trie，又称前缀树或字典树，是一棵有根树，其每个节点包含以下字段：

• 指向子节点的指针数组 children。对于本题而言，数组长度为 26，即小写英文字母的数量。此时 children[0] 对应小写字母 a，children[1] 对应小写字母 b，…，children[25] 对应小写字母 z。
• 布尔字段 isEnd，表示该节点是否为字符串的结尾。

1️⃣ 插入字符串

我们从字典树的根开始，插入字符串。对于当前字符对应的子节点，有两种情况：

• 子节点存在。沿着指针移动到子节点，继续处理下一个字符。
• 子节点不存在。创建一个新的子节点，记录在 children 数组的对应位置上，然后沿着指针移动到子节点，继续搜索下一个字符。

重复以上步骤，直到处理字符串的最后一个字符，然后将当前节点标记为字符串的结尾。

2️⃣ 查找字符串

我们从字典树的根开始，查找前缀。对于当前字符对应的子节点，有两种情况：

• 子节点存在。沿着指针移动到子节点，继续搜索下一个字符。
• 子节点不存在。说明字典树中不包含该前缀，返回空指针。

重复以上步骤，直到返回空指针或搜索完前缀的最后一个字符。

若搜索到了前缀的末尾，就说明字典树中存在该前缀。此外，若前缀末尾对应节点的 isEnd 为真，则说明字典树中存在该字符串。

class Trie {
    class TrieNode {
        private boolean isEnd; // 当前结点是否为一个单词的结尾
        private TireNode[] next; 
        public TireNode() {
            isEnd = false;
            next = new TireNode[26]; // 孩子为对应26个字母的数组
        }
    }
    private TrieNode root; // 根结点本身不存储任何字母
    public Trie() { root = new TrieNode(); }
    
    public void insert(String word) {
        TrieNode node = root;
        for(char c : word.toCharArray()) {
            // 如果这个字母对应位置为空，则为它创建 Trie 结点
            if(node.next[c - 'a'] == null)
                node.next[c - 'a'] = new TrieNode();
            node = node.next[c - 'a'];
        }
        node.isEnd = true; // 记录这个单词的结尾
    }
    
    public boolean search(String word) {
        TrieNode node = root;
        for(char c : word.toCharArray()) {
            node = node.next[c - 'a'];
            if(node == null) return false;
        }
        return node.isEnd; // 需要检查结束标志
    }
    
    public boolean startsWith(String prefix) {
        TrieNode node = root;
        for(char c : prefix.toCharArray()) {
            node = node.next[c - 'a'];
            if(node == null) return false;
        }
        return true;
    }
}