剑指 Offer II 062. 实现前缀树（中等 设计 字典树 前缀树 字符串）

剑指 Offer II 062. 实现前缀树

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
inputs = [“Trie”, “insert”, “search”, “search”, “startsWith”, “insert”, “search”]
inputs = [[], [“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 * 104 次

分析

定义前缀树及其节点的数据结构：树的每一层最多有26个节点，所以可以定义一个长度为26的数组储存这些节点，为了保证某个节点是单词的末尾，需要给节点定义一个字段表示该节点是单词的末尾，这里用boolean类型的isWord。

题解（Java）

class Trie {
    static class TrieNode {
        TrieNode children[];
        boolean isWord;

        public TrieNode() {
            children = new TrieNode[26];
        }
    }

    private TrieNode root;

    /** Initialize your data structure here. */
    public Trie() {
        root = new TrieNode();
    }
    
    /** Inserts a word into the trie. */
    public void insert(String word) {
        TrieNode node = root;
        for (char ch : word.toCharArray()) {
            if (node.children[ch - 'a'] == null) {
                node.children[ch - 'a'] = new TrieNode();
            }
            node = node.children[ch - 'a'];
        }
        node.isWord = true;
    }
    
    /** Returns if the word is in the trie. */
    public boolean search(String word) {
        TrieNode node = root;
        for (char ch : word.toCharArray()) {
            if (node.children[ch - 'a'] == null) {
                return false;
            }
            node = node.children[ch - 'a'];
        }
        return node.isWord;
    }
    
    /** Returns if there is any word in the trie that starts with the given prefix. */
    public boolean startsWith(String prefix) {
        TrieNode node = root;
        for (char ch : prefix.toCharArray()) {
            if (node.children[ch - 'a'] == null) {
                return false;
            }
            node = node.children[ch - 'a'];
        }
        return true;
    }
}

/**
 * Your Trie object will be instantiated and called as such:
 * Trie obj = new Trie();
 * obj.insert(word);
 * boolean param_2 = obj.search(word);
 * boolean param_3 = obj.startsWith(prefix);
 */