054实现Trie(前缀树)

实现Trie(前缀树)

题目链接:https://leetcode.cn/problems/implement-trie-prefix-tree/description/?envType=study-plan-v2\&envId=top-100-liked

我的解答:

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无

分析:一开始想到用二维数组记录在每个长度上每个字母出现的次数,并用另一个二维数组记录在某个长度以某个字母结尾的单词的个数,但后面通过自己列举样例发现此方法行不通,例如:当插入"applea"、"abbbe"后,查询字符串"apple"是否在字符串中,此时前缀树既存在 "apple" 路径,又存在长度5上以"e"结尾的单词,按照我的设计此时应该返回true,但是"apple"并不存在于前缀树中,故此方法行不通。

看了官方题解后的解答:

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private Trie[] children;
private boolean isEnd;//标识是否为尾节点
public Trie() {
    children = new Trie[26];
}

public void insert(String word) {
    Trie cur = this;
    for(int i=0; i<word.length(); i++){
        char ch = word.charAt(i);
        int index = ch - 'a';
        if(cur.children[index] == null){
            cur.children[index] = new Trie();
        }
        cur = cur.children[index];
    }
    cur.isEnd = true;
}

public boolean search(String word) {
    Trie end = searchPrefix(word);
    return end != null && end.isEnd;
}

public boolean startsWith(String prefix) {
    return searchPrefix(prefix) != null;
}

private Trie searchPrefix(String prefix){
    Trie cur = this;
    for(int i=0; i<prefix.length(); i++){
        char ch = prefix.charAt(i);
        int index = ch - 'a';
        if(cur.children[index] == null){
            return null;
        }
        cur = cur.children[index];
    }
    return cur;
}

分析:

​ 1、代码的时间复杂度:初始化为 O(1),其余操作为 O(∣S∣),其中 ∣S∣ 是每次插入或查询的字符串的长度。

​ 2、代码的空间复杂度:O(∣T∣⋅Σ),其中 ∣T∣ 为所有插入字符串的长度之和,Σ 为字符集的大小,本题 Σ=26。

​ 3、解题思路:采用字典树,Trie类相当于字典树的节点,字典树的每个节点包含26个指向子节点的指针(因为题中注明了测试样例只包含小写字母)和一个变量isEnd(用来标识当前节点是否为某个字符串的结尾)。知道了字典树的结构,那么题中要求实现的三个方法就很容易实现了。

​ 4、我的解答思路偏离了题目意思,我想的是只用一个二维数组来维护所有,并没有把Trie类当作一个树的节点来看待,就会导致出现我列举的样例中的问题。但是题目其实已经告诉我们需要实现前缀树,那么自然而然地就应该想到Trie类是树的节点。

总结

  • 本题主要需要掌握字典树,在本题中,可以将字典树想象成一个26叉树,了解了字典树的结构后,方法实现上几乎没有难度。
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