Implement Trie

Implement a trie with insert, search, and startsWith methods.

Note: You may assume that all inputs are consist of lowercase letters a-z.

哈希表法

复杂度

时间 插入和查询都是O(K) K是词的长度 空间 O(NK) N是字典里词的个数

思路

前缀树的具体讲解请戳这篇博客。这里我们实现树节点时使用了哈希表来映射字母和子节点的关系。
insert()：对于插入操作，我们遍历字符串同时，根据上一个节点的哈希表来找到下一个节点，直到哈希表中没有相应的字母，我们就新建一个节点。然后从这个新建节点开始，用同样的方法把剩余的字母添加完。记住最后一个字母要添加叶子节点的标记，表明这个词到此已经完整了。
search()：对于搜索操作，我们也是遍历字符串，然后根据每个节点的哈希表找到路径，最后返回该字符串最后一个字母所在节点。如果中途有找不到路径的情况就直接返回null，如果找到了最后的节点，如果它也是叶子结点的话，就说明找到了。
startWith()：使用和search()，一样的方法，只是我们返回的节点不用判断是否是叶子节点。只要找到就行。

代码

class TrieNode {    // Initialize your data structure here.    HashMap<Character, TrieNode> children = new HashMap<Character, TrieNode>();    boolean isLeaf = false;    char c;    public TrieNode(){}    public TrieNode(char c) {        this.c = c;    }}public class Trie {    private TrieNode root;    public Trie() {        root = new TrieNode();    }    // Inserts a word into the trie.    public void insert(String word) {        HashMap<Character, TrieNode> children = root.children;        for(int i = 0; i < word.length(); i++){TrieNode next;// 如果已有该字母的节点，则转向该节点if(children.containsKey(word.charAt(i))){    next = children.get(word.charAt(i));} else {// 如果没有该字母的节点，就新建一个节点    next = new TrieNode(word.charAt(i));    children.put(word.charAt(i), next);}children = next.children;if(i == word.length() - 1){    next.isLeaf = true;}        }    }    // Returns if the word is in the trie.    public boolean search(String word) {        TrieNode res = searchNode(word);        if(res != null && res.isLeaf){return true;        } else {return false;        }    }    // Returns if there is any word in the trie    // that starts with the given prefix.    public boolean startsWith(String prefix) {        return searchNode(prefix) != null;    }        private TrieNode searchNode(String word){        HashMap<Character, TrieNode> children = root.children;        TrieNode next = null;        for(int i = 0; i < word.length(); i++){if(children.containsKey(word.charAt(i))){    next = children.get(word.charAt(i));    children = next.children;} else {    return null;}        }        return next;    }}// Your Trie object will be instantiated and called as such:// Trie trie = new Trie();// trie.insert("somestring");// trie.search("key");

后续 Follow Up

Q：给定一个标准前缀树，请写一段程序将其压缩。
A：压缩前缀树其实就是将所有只有一个子节点的节点合并成一个，以减少没有意义的类似链表式的链接。

首先我们先将TrieNode稍微改一下。让它能存字符串而不只是字母。

class TrieNode {    // Initialize your data structure here.    HashMap<Character, TrieNode> children = new HashMap<Character, TrieNode>();    boolean isLeaf = false;    String str;    public TrieNode(){}    public TrieNode(char c) {        this.str = String.valueOf(c);    }}

然后我们开始遍历这个前缀树。

public void compressTrie(Trie t){    compress(t.getRoot());}private void compress(TrieNode n){    if(n == null) return;    if(n.children.size()==1){        TrieNode next =    n.children.get(n.children.keySet().iterator().next());        n.str = n.str + next.str;        n.children = next.children;        compress(next);    } else {        for(String key: n.children.keySet()){compress(n.children.get(key));        }    }}