leetcode 208. Implement Trie (Prefix Tree) 实现 Trie (前缀树) (中等)

2022 年 9 月 26 日
山东
本文字数：1894 字
阅读完需：约 6 分钟

一、题目大意

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 Truetrie.search("app");     // 返回 Falsetrie.startsWith("app"); // 返回 Truetrie.insert("app");trie.search("app");     // 返回 True

复制代码

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

来源：力扣（LeetCode）链接：https://leetcode.cn/problems/implement-trie-prefix-tree著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

二、解题思路

这道题让我们实现一个数据结构-字典树，又称前缀树或单词查找树。

字典树主要有如下三个性质：

1、根节点不包含字符，除根节点外每个节点只包含一个字符

2、从根节点到某一个节点，路径上经过的字符连接起来，为该节点对应的字符串

3、每个节点的所有子节点包含的字符串不相同

字典树的插入、删除和查找都不难，用一个一重循环即可，即第 i 次循环找到前 i 个字母所对应的子树，然后进行相应的操作。实现这棵字母树，可以用最常见的数组保存即可（静态开辟内存）。至于节点对儿子的指向，一般有三种方法：

1、对每个节点开一个字母集大小的数组，对应的下标是儿子所表示的字母，内容则是这个儿子对应在大数组上的位置，即标号

2、对每个节点挂一个链表，按一定顺序记录每个儿子是谁

3、使用左儿子右兄弟表示法记录这棵树

第一种：易实现但实际空间要求较大

第二种：易实现空间要求较小但比较费时

第三种：空间要求最小但相对费时且不易写

我们用第一种方法实现，字典树的每个节点要定义一个大小为 26 字节的 int 数组，然后用一个标志符来记录到当前位置为止是否为一个词，初始化的时候将 26 个节点都赋为空。那么 insert 操作只需要对要插入的字符串的每个字符计算出其位置，然后找是否存在在这个节点，若不存在则新建一个，然后再查找下一个。查找词和找前缀操作跟 insert 操作很类似，不同点在于若不存在子节点则返回 false。查找到最后还要看标识位，而找前缀直接返回 true 即可。

三、解题方法

3.1 Java 实现

class TrieNode {   TrieNode[] child;   boolean isWord;
   TrieNode() {       this.isWord = false;       child = new TrieNode[26];   }}
class Trie {
    private TrieNode root;
    public Trie() {        root = new TrieNode();    }
    public void insert(String word) {        TrieNode p = root;        for (char c : word.toCharArray()) {            int i = c - 'a';            if (p.child[i] == null) {                p.child[i] = new TrieNode();            }            p = p.child[i];        }        p.isWord = true;    }
    public boolean search(String word) {        TrieNode p = root;        for (char c : word.toCharArray()) {            int i = c - 'a';            if (p.child[i] == null) {                return false;            }            p = p.child[i];        }        return p.isWord;    }
    public boolean startsWith(String prefix) {        TrieNode p = root;        for (char c : prefix.toCharArray()) {            int i = c - 'a';            if (p.child[i] == null) {                return false;            }            p = p.child[i];        }        return true;    }}
/** * 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); */

复制代码

四、总结小记

2022/9/26 养成一个小习惯然后坚持下来

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/7247ee7b97573d666c0dadea5】。文章转载请联系作者。

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