[leetcode] 208. 实现 Trie (前缀树)（Java）

208. 实现 Trie (前缀树)

实现Trie树，网上教程一大堆，没啥可说的

public class Trie {

    private class Node {
        private int dumpli_num;////该字串的重复数目，  该属性统计重复次数的时候有用,取值为0、1、2、3、4、5……
        private int prefix_num;///以该字串为前缀的字串数， 应该包括该字串本身！！！！！
        private Node childs[];////此处用数组实现，当然也可以map或list实现以节省空间
        private boolean isLeaf;///是否为单词节点

        public Node() {
            dumpli_num = 0;
            prefix_num = 0;
            isLeaf = false;
            childs = new Node[26];
        }
    }

    private Node root;///树根

    public Trie() {
        ///初始化trie 树
        root = new Node();
    }

    /**
     * 插入字串，用循环代替迭代实现
     *
     * @param words
     */
    public void insert(String words) {
        insert(this.root, words);
    }

    /**
     * 插入字串，用循环代替迭代实现
     *
     * @param root
     * @param words
     */
    private void insert(Node root, String words) {
        words = words.toLowerCase();////转化为小写
        char[] chrs = words.toCharArray();

        for (int i = 0, length = chrs.length; i < length; i++) {
            ///用相对于a字母的值作为下标索引，也隐式地记录了该字母的值
            int index = chrs[i] - 'a';
            if (root.childs[index] != null) {
                ////已经存在了，该子节点prefix_num++
                root.childs[index].prefix_num++;
            } else {
                ///如果不存在
                root.childs[index] = new Node();
                root.childs[index].prefix_num++;
            }

            ///如果到了字串结尾，则做标记
            if (i == length - 1) {
                root.childs[index].isLeaf = true;
                root.childs[index].dumpli_num++;
            }
            ///root指向子节点，继续处理
            root = root.childs[index];
        }

    }

    public HashMap<String, Integer> getAllWords() {
        return preTraversal(this.root, "");
    }

    /**
     * 前序遍历。。。
     *
     * @param root    子树根节点
     * @param prefixs 查询到该节点前所遍历过的前缀
     * @return
     */
    private HashMap<String, Integer> preTraversal(Node root, String prefixs) {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();

        if (root != null) {

            if (root.isLeaf == true) {
                ////当前即为一个单词
                map.put(prefixs, root.dumpli_num);
            }

            for (int i = 0, length = root.childs.length; i < length; i++) {
                if (root.childs[i] != null) {
                    char ch = (char) (i + 'a');
                    ////递归调用前序遍历
                    String tempStr = prefixs + ch;
                    map.putAll(preTraversal(root.childs[i], tempStr));
                }
            }
        }

        return map;
    }

    /**
     * 查询某字串是否在字典树中
     *
     * @param word
     * @return true if exists ,otherwise  false
     */
    public boolean search(String word) {
        char[] chs = word.toLowerCase().toCharArray();
        Node tmpRoot = root;
        for (int i = 0, length = chs.length; i < length; i++) {
            int index = chs[i] - 'a';
            if (tmpRoot.childs[index] == null) {
                ///如果不存在，则查找失败
                return false;
            }
            tmpRoot = tmpRoot.childs[index];
        }

        // 不能有孩子了
        return tmpRoot.isLeaf;
    }

    public boolean startsWith(String prefix) {
        char[] chrs = prefix.toLowerCase().toCharArray();
        Node tmpRoot = root;
        for (int i = 0, length = chrs.length; i < length; i++) {
            int index = chrs[i] - 'a';
            if (tmpRoot.childs[index] == null) {
                return false;
            }
            tmpRoot = tmpRoot.childs[index];
        }
        return true;
    }

    /**
     * 得到以某字串为前缀的字串集，包括字串本身！ 类似单词输入法的联想功能
     *
     * @param prefix 字串前缀
     * @return 字串集以及出现次数，如果不存在则返回null
     */
    public HashMap<String, Integer> getWordsForPrefix(String prefix) {
        return getWordsForPrefix(this.root, prefix);
    }

    /**
     * 得到以某字串为前缀的字串集，包括字串本身！
     *
     * @param root
     * @param prefix
     * @return 字串集以及出现次数
     */
    private HashMap<String, Integer> getWordsForPrefix(Node root, String prefix) {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        char[] chrs = prefix.toLowerCase().toCharArray();
        ////
        for (int i = 0, length = chrs.length; i < length; i++) {

            int index = chrs[i] - 'a';
            if (root.childs[index] == null) {
                return null;
            }

            root = root.childs[index];

        }
        ///结果包括该前缀本身
        ///此处利用之前的前序搜索方法进行搜索
        return preTraversal(root, prefix);
    }
}