LeetCode:208. Implement Trie (Prefix Tree)

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题目描述

Implement a trie with insert, search, and startsWith methods.

Example:

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Trie trie = new Trie();

trie.insert("apple");
trie.search("apple");   // returns true
trie.search("app");     // returns false
trie.startsWith("app"); // returns true
trie.insert("app");   
trie.search("app");     // returns true

Note:

  • You may assume that all inputs are consist of lowercase letters a-z.
  • All inputs are guaranteed to be non-empty strings.

Trie树能够存储字符串，它的每一个节点都代表了一个字母，结构如下所示：

img

上图中，存放了at、bee、ben、bt、q五个字符串。其中绿色代表着字符串的结束，它可以出现在树的非叶子节点。

因此对于每个节点，需要存放其值，子节点以及是否位字符串的结束，其定义如下：

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class Node:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
        self.next = []
        self.end = False

在进行insert(‘bed’)的时候，会从最顶的节点开始向下查找，如果查找到’b’，那么就会在这个’b’节点继续往下查找’e’，如果也有的话继续在’e’查找’d’ 。但是如果一开始没有查找到’b’，则会新创建一个节点’b’，然后在这个新节点下面继续查找’e’（虽然一定是找不到的），找不到的话创建’e’ ，以此类推。

在进行search的时候，也会从头节点开始向下进行查找，但是如果找不到，那么会直接返回False。如果完整地找到了这个字符串，还需要看该字符串的最后一个节点的end是否为True，如果是则返回True，否则返回False。

startswith操作和search操作基本一致，但是它不需要检查字符串的最后一个节点的end状态。

代码实现

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class Node:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
        self.next = []
        self.end = False

class Trie:
    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.start = Node(-1)

    def insert(self, word: str) -> None:
        """
        Inserts a word into the trie.
        """
        this = self.start
        index = 0

        while index < len(word):
            find = False
            for i in this.next:
                if i.val == word[index]:
                    find = True
                    this = i
                    index += 1
                    break
            if find == False:
                newNode = Node(word[index])
                this.next.append(newNode)
                this = newNode
                index += 1

        this.end = True

    def search(self, word: str) -> bool:
        """
        Returns if the word is in the trie.
        """
        this = self.start
        index = 0

        while index < len(word):
            find = False
            for i in this.next:
                if i.val == word[index]:
                    find = True
                    this = i
                    index += 1
                    break
            if find == False:
                return False

        if this.end == True:
            return True
        else:
            return False


    def startsWith(self, prefix: str) -> bool:
        """
        Returns if there is any word in the trie that starts with the given prefix.
        """
        this = self.start
        index = 0

        while index < len(prefix):
            find = False
            for i in this.next:
                if i.val == prefix[index]:
                    find = True
                    this = i
                    index += 1
                    break
            if find == False:
                return False

        return True