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,例如自动补全和拼写检查。
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
示例 1:
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
解法
1.字典树
解题思路
字典树,英文名 trie。顾名思义,就是一个像字典一样的树,如下图:

可以发现,这棵字典树用边来代表字母,而从根结点到树上某一结点的路径就代表了一个字符串。举个例子,1 →4 →8 →12
表示的就是字符串 caa。
本题中的字典树可以看成是"26叉树",每个结点可以有a-z这26个children结点,且每个结点需要有一个结束标记;
在定义字典树结点类时,可以使用哈希表来表示children结点指针,使用isEnd作为结束标记。TrieNode的构造函数中,children结点应该为空,isEnd应该为false。在Trie类中定义根节点root,Trie的构造函数初始化root,而插入、查找、找前缀的方法实现中的共同思想就是,遍历字典树,在结点不存在或存在时,做出相应的的操作。详细步骤可以查看代码注释。
cpp
class TrieNode{
public:
unordered_map <char,TrieNode*> Children; //孩子结点指针
bool isEnd; //结束标记
TrieNode(){
Children.clear(); //初始化没有孩子
isEnd = false; //结束标记不生效
}
};
class Trie {
private:
TrieNode *root;
public:
Trie() {
root = new TrieNode(); //初始化
}
void insert(string word) {
TrieNode* cur = root;
for(int i = 0;i < word.size();i ++){ //在字典树中遍历查找word
if(cur -> Children.count(word[i]) == 0){ //孩子节点中未找到word[i]
cur -> Children[word[i]] = new TrieNode(); //插入结点word[i]
}
cur = cur -> Children[word[i]];
}
cur -> isEnd = true; //最后结束标志生效
}
bool search(string word) {
TrieNode* cur = root;
for(int i = 0;i < word.size();i ++){
if(cur -> Children.count(word[i]) == 0){
return false; //孩子节点中未找到word[i],返回false
}
cur = cur -> Children[word[i]];
}
return cur -> isEnd; //标记生效才算找到
}
bool startsWith(string prefix) {
TrieNode* cur = root;
for(int i = 0;i < prefix.size();i ++){
if(cur -> Children.count(prefix[i]) == 0){
return false;
}
cur = cur -> Children[prefix[i]];
}
return true; //没有出现未找到的结点,就说明有前缀
}
};