数据结构-前缀树（Trie）

211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计

实现代码如下所示：

#include <bits/stdc++.h>  // 包含标准库所有头文件
using namespace std;      // 使用标准命名空间

class WordDictionary {
public:
    WordDictionary() = default;  // 默认构造函数，root已在声明处初始化

    // 添加单词到字典树
    void addWord(const string& word) {
        TrieNode* node = root;  // 从根节点开始遍历
        
        for (char ch : word) {  // 遍历单词的每个字符
            // 如果当前字符的子节点不存在，则创建新节点
            if (node->children.find(ch) == node->children.end()) {
                node->children[ch] = new TrieNode();
            }
            node = node->children[ch];  // 移动到子节点继续
        }
        node->isEnd = true;  // 标记单词结束位置
    }

    // 搜索单词（支持通配符'.'）
    bool search(const string& word) {
        // 从位置0和根节点开始递归搜索
        return searchInNode(word, 0, root);
    }

private:
    // 字典树节点结构
    struct TrieNode {
        unordered_map<char, TrieNode*> children;  // 使用哈希表存储子节点，节省空间
        bool isEnd = false;  // 标记是否为某个单词的结尾
    };

    TrieNode* root = new TrieNode();  // 字典树的根节点

    // 递归搜索辅助函数
    bool searchInNode(const string& word, int pos, TrieNode* node) {
        if (!node) return false;  // 节点不存在，匹配失败
        
        // 已经处理完整个单词，检查当前节点是否为单词结尾
        if (pos == word.size()) return node->isEnd;

        char ch = word[pos];  // 获取当前位置的字符
        
        if (ch == '.') {
            // 通配符：需要尝试所有可能的子节点
            for (auto& [key, child] : node->children) {
                // 对每个子节点递归搜索剩余部分
                if (searchInNode(word, pos + 1, child)) {
                    return true;  // 只要有一个分支匹配就成功
                }
            }
            return false;  // 所有分支都失败
        } else {
            // 普通字符：查找对应的子节点
            auto it = node->children.find(ch);
            if (it == node->children.end()) return false;  // 字符不存在，匹配失败
            
            // 继续匹配下一个字符
            return searchInNode(word, pos + 1, it->second);
        }
    }
};


int main() {
    WordDictionary wordDictionary;
    wordDictionary.addWord("bad");
    wordDictionary.addWord("dad");
    wordDictionary.addWord("mad");

    cout << boolalpha;
    cout << wordDictionary.search("pad") << endl; // false
    cout << wordDictionary.search("bad") << endl; // true
    cout << wordDictionary.search(".ad") << endl; // true
    cout << wordDictionary.search("b..") << endl; // true
    cout << wordDictionary.search(".a..") << endl; // false (长度不匹配自动剪枝)

    return 0;
}