LeetCode_前缀树_中等_211.添加与搜索单词

LeetCode_前缀树_中等_211.添加与搜索单词 - 数据结构设计

1.题目

请你设计一个数据结构，支持添加新单词和查找字符串是否与任何先前添加的字符串匹配。实现词典类 WordDictionary ：

WordDictionary() 初始化词典对象
void addWord(word) 将 word 添加到数据结构中，之后可以对它进行匹配
bool search(word) 如果数据结构中存在字符串与 word 匹配，则返回 true ；否则，返回 false 。word 中可能包含一些 ‘.’ ，每个 . 都可以表示任何一个字母。

示例：

输入：
["WordDictionary","addWord","addWord","addWord","search","search","search","search"]
[[],["bad"],["dad"],["mad"],["pad"],["bad"],[".ad"],["b.."]]
输出：
[null,null,null,null,false,true,true,true]
解释：
WordDictionary wordDictionary = new WordDictionary();
wordDictionary.addWord("bad");
wordDictionary.addWord("dad");
wordDictionary.addWord("mad");
wordDictionary.search("pad"); // 返回 False
wordDictionary.search("bad"); // 返回 True
wordDictionary.search(".ad"); // 返回 True
wordDictionary.search("b.."); // 返回 True

提示：
1 <= word.length <= 25
addWord 中的 word 由小写英文字母组成
search 中的 word 由 ‘.’ 或小写英文字母组成
最多调用 104 次 addWord 和 search

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/design-add-and-search-words-data-structure

2.思路

（1）前缀树
本题是对前缀树的应用，有关前缀树的具体实现可以参考【数据结构】前缀树/字典树这篇文章。

3.代码实现（Java）

//思路1————前缀树
class WordDictionary {
    private Trie root;
    public WordDictionary() {
        root = new Trie();
    }
    public void addWord(String word) {
        root.insert(word);
    }
    public boolean search(String word) {
        return dfs(word, 0, root);
    }
    private boolean dfs(String word, int index, Trie node) {
        if (index == word.length()) {
            return node.isEnd();
        }
        char c = word.charAt(index);
        if (Character.isLetter(c)) {
            //当前字符是字母
            int childrenIndex = c - 'a';
            Trie child = node.getChildren()[childrenIndex];
            if (child != null && dfs(word, index + 1, child)) {
                return true;
            }
        } else {
            //当前字符是 '.'，它可以表示任何字母，因此对当前节点的所有非空子节点继续搜索下一个字符
            for (int i = 0; i < 26; i++) {
                Trie child = node.getChildren()[i];
                if (child != null && dfs(word, index + 1, child)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
}
class Trie {
    private Trie[] children;
    private boolean isEnd;
    public Trie() {
        //每个节点最多有 26 个子节点，分别对应 26 个小写英文字母
        children = new Trie[26];
        isEnd = false;
    }
    //插入字符串
    public void insert(String word) {
        Trie node = this;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            int index = word.charAt(i) - 'a';
            if (node.children[index] == null) {
                node.children[index] = new Trie();
            }
            node = node.children[index];
        }
        node.isEnd = true;
    }
    public Trie[] getChildren() {
        return children;
    }
    public boolean isEnd() {
        return isEnd;   
    }
}
/**
 * Your WordDictionary object will be instantiated and called as such:
 * WordDictionary obj = new WordDictionary();
 * obj.addWord(word);
 * boolean param_2 = obj.search(word);
 */