剑指 Offer II 062. 实现前缀树
题目描述
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
inputs = ["Trie", "insert", "search", "search", "startsWith", "insert", "search"]
inputs = [[], ["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 <= 2000word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
注意:本题与主站 208 题相同:https://leetcode.cn/problems/implement-trie-prefix-tree/
解法
方法一:前缀树
前缀树每个节点包括两部分:
- 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。\(children[0]\) 对应小写字母 \(a\),...,\(children[25]\) 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。
 
1. 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。
2. 查找前缀
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。
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