Leetcode[300.实现Trie]-前缀树

2024-03-22 18:20:22

Leetcode[300.实现Trie]-前缀树

题目：

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 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 <= 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 * 10**4 次

方法：字典树

Trie，又称前缀树或字典树，是一棵有根树，其每个节点包含以下字段：

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。此时 children[0] 对应小写字母 a，children[1]对应小写字母b，…，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。

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。
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。

演示视频：

https://leetcode-cn.com/problems/implement-trie-prefix-tree/solution/shu-ju-jie-gou-he-suan-fa-zi-dian-shu-de-6t43/

typedef struct Trie
{
    struct Trie* children[26];
    int isEnd;
}Trie;
Trie* trieCreate()
{
    Trie*ret=(Trie*)malloc(sizeof(Trie));
    memset(ret->children,0,sizeof(ret->children));
    ret->isEnd=0;
    return ret;

}
void trieInsert(Trie* obj, char* word) 
{
    int len=strlen(word);
    for(int i=0;i<len;i++)
    {
        int id=word[i]-'a';
        if(obj->children[id]==NULL)obj->children[id]=trieCreate();
        obj=obj->children[id];
    }
    obj->isEnd=1;

}
int trieSearch(Trie* obj, char* word) 
{
    int len = strlen(word);
    for (int i = 0; i < len; i++) 
    {
        int id = word[i] - 'a';
        if (obj->children[id] == NULL) return 0;
        obj = obj->children[id];
    }
    return obj->isEnd;
}
int trieStartsWith(Trie* obj, char * prefix) 
{
    int len=strlen(prefix);
    for(int i=0;i<len;i++)
    {
        int id=prefix[i]-'a';
        if(obj->children[id]==NULL)return 0;
        obj=obj->children[id];
    }
    return 1;
}
void trieFree(Trie* obj) 
{
    for(int i=0;i<26;i++)
        if(obj->children[i])trieFree(obj->children[i]);
    free(obj);
}

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