208：前缀树

题意

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。

分析

前缀树是一种树形结构，其将一个字符串表示在一棵树中，例如：

绘图1.png

其中保存了数据【APP、APPLE、TIRE】其中，黄色节点表示含有这个对象，蓝色表示只是路径节点。
注意：前缀树是有一个总的虚拟头节点。

题解

// 定义节点结构
class TireNode {
    char value;// 当前节点的值
    boolean isExists = false;// 当前节点是都被包含【上述黄色节点】
    HashMap children = new HashMap();//【具体的分支】

    public TireNode(char value) {
        this.value = value;
    }
}
// 实现前缀树
class Trie {
    // 虚拟头节点
    TireNode dummyHead = new TireNode('-');

    public void insert(String word) {
        // 处理特殊情况
        if (word == null || word.length() == 0) return;
        // 是否需要创建根节点
        insertSub(word, 0, dummyHead.children);
    }

    // 将指定元素插入前缀树的指定位置
    public void insertSub(String word, int start, HashMap children) {
        // 插入到元素末尾，直接返回
        if (start == word.length()) return;

        if (children.containsKey(word.charAt(start))) {
            TireNode tireNodeTemp = children.get(word.charAt(start));
            // 判断是否存在当前元素
            if (start == word.length() - 1) tireNodeTemp.isExists = true;
            insertSub(word, start + 1, tireNodeTemp.children);
            // 不包含当前节点
        } else {
            TireNode node = new TireNode(word.charAt(start));
            // 判断是否存在当前元素
            if (start == word.length() - 1) node.isExists = true;
            children.put(word.charAt(start), node);
            // 插入元素
            insertSub(word, start + 1, node.children);
        }
    }

     // 查找特定字符串
    public boolean search(String word) {
        TireNode tireNodeResult = searchSub(word, 0, dummyHead.children.get(word.charAt(0)));
        if (tireNodeResult == null) return false;
        return tireNodeResult.isExists;
    }


    public TireNode searchSub(String word, int start, TireNode tireNode) {
        if (tireNode == null) return null;
        if (tireNode.value == word.charAt(start)) {
            if (start == word.length() - 1) return tireNode;
            // 寻找下一个字符
            if (start + 1 < word.length())
                return searchSub(word, start + 1, tireNode.children.get(word.charAt(start + 1)));
        }
        return null;
    }

    // 是否有前缀
    public boolean startsWith(String prefix) {
        TireNode tireNodeResult = searchSub(prefix, 0, dummyHead.children.get(prefix.charAt(0)));
        if (tireNodeResult == null) return false;
        return true;
    }

}