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Toasobi的博客

前缀树实现

本文最后更新于2023年09月22日,已超过362天没有更新。如果文章内容或图片资源失效,请留言反馈,我会及时处理,谢谢!
  • 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

前缀树不需要存char就可以记录String,下面是一个大体的结构图

Trie 中一般都含有大量的空链接,因此在绘制一棵单词查找树时一般会忽略空链接,同时为了方便理解我们可以画成这样:

代码:

class Trie {
    private Trie[] children;
    private boolean isEnd; 
    
    public Trie() {
        children = new Trie[26];
        isEnd = false;
    }
    
    public void insert(String word) {
        Trie node = this;
        for(int i = 0; i < word.length(); i++){
            char ch = word.charAt(i);
            int index = ch - 'a';
            if(node.children[index] == null){ //如果还没有这个字符的索引,则新建索引
                node.children[index] = new Trie();
            }
            node = node.children[index]; //继续往下
        }
        node.isEnd = true; //最后把isEnd标志位该为true,表示最后一个字符插入结束
    }
    
    public boolean search(String word) {
        Trie node = searchPrefix(word);
        return node != null && node.isEnd; //不仅遍历到了,还要保证是遍历到了末尾
    }
    
    public boolean startsWith(String prefix) {
        return searchPrefix(prefix) != null; //不用保证遍历到末尾
    }

    private Trie searchPrefix(String  prefix){
        Trie node = this;
        for(int i = 0; i < prefix.length();i++){
            char ch = prefix.charAt(i);
            int index = ch - 'a';
            if(nde.children[index] == null){
                return null; //返回null给调用者判断
            }
            node = node.children[index]; //机修往下
        }
        return node;
    }
}
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