208. 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，例如自动补全和拼写检查。

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 * 10⁴ 次

题解

java

class Trie {
    Trie[] children;
    boolean isLeaf;

    public Trie() {
        this.children = new Trie[26];
    }

    /**
     * Inserts a word into the trie.
     */
    public void insert(String word) {
        Trie node = this;
        for (char c : word.toCharArray()) {
            node = node.doInsert(index(c));
        }
        node.setLeaf();
    }

    /**
     * Returns if the word is in the trie.
     */
    public boolean search(String word) {
        Trie trie = this.doStartWith(word);

        return trie != null && trie.isLeaf;
    }

    /**
     * Returns if there is any word in the trie that starts with the given prefix.
     */
    public boolean startsWith(String prefix) {
        return this.doStartWith(prefix) != null;
    }

    protected Trie doStartWith(String prefix) {
        Trie node = this;
        for (char c : prefix.toCharArray()) {
            node = node.child(index(c));
            if (node == null) {
                return null;
            }
        }

        return node;
    }

    protected Trie doInsert(int index) {
        Trie child = this.child(index);
        if (child != null) {
            return child;
        }

        Trie trie = new Trie();
        this.children[index] = trie;
        return trie;
    }

    protected Trie child(int index) {
        return this.children[index];
    }

    protected static int index(char c) {
        return c - 'a';
    }

    protected void setLeaf() {
        this.isLeaf = true;
    }
}

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