[208]实现 Trie (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
//["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 
// 
// Related Topics 设计 字典树 
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字典树用来快速判断字符集固定的字符范围挺实用，是一道模板题

class Trie {
    class Node{
        char ch;
        // 标志下一层节点，初始都为null
        Node[] next = new Node[26];
        // 是否有单词结束在该节点
        boolean end = false;
    }
    Node root;
    /** Initialize your data structure here. */
    public Trie() {
        root = new Node();
    }
    /** Inserts a word into the trie. */
    public void insert(String word) {
        Node cur = root;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            char ch = word.charAt(i);
            // 如果下一个节点是空，就新建一个节点
            if (cur.next[ch - 'a'] == null) {
                cur.next[ch - 'a'] = new Node();
                cur.next[ch - 'a'].ch = ch;
            }
            // 将cur指针指向下一个节点
            cur = cur.next[ch - 'a'];
        }
        // 单词结束在cur节点上，将end置为true
        cur.end = true;
    }
    /** Returns if the word is in the trie. */
    public boolean search(String word) {
        Node cur = root;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            char ch = word.charAt(i);
            // 如果下一个节点为null，直接返回false，说明没有添加过这个字符串
            if (cur.next[ch - 'a'] == null) {
                return false;
            }
            cur = cur.next[ch - 'a'];
        }
        // 比如添加了apple， 搜索app的时候，需要判读是否该节点有结束的字符串
        return cur.end;
    }
    /** Returns if there is any word in the trie that starts with the given prefix. */
    public boolean startsWith(String prefix) {
        Node cur = root;
        for (int i = 0; i < prefix.length(); i++) {
            char ch = prefix.charAt(i);
            if (cur.next[ch - 'a'] == null) {
                return false;
            }
            cur = cur.next[ch - 'a'];
        }
        // 只找前缀就不用判断是否有结束了
        return true;
    }
}