Trie树详解

1、 概述

　　Trie树，又称字典树，单词查找树或者前缀树，是一种用于快速检索的多叉树结构，如英文字母的字典树是一个26叉树，数字的字典树是一个10叉树。Trie一词来自retrieve，发音为/tri:/ “tree”，也有人读为/traɪ/ “try”。Trie树可以利用字符串的公共前缀来节约存储空间。如下图所示，该trie树用10个节点保存了6个字符串tea，ten，to，in，inn，int：

package IO;

public class Trie {
private int SIZE = 26;
private TrieNode root;// 字典树的根
Trie(){ // 初始化字典树
root = new TrieNode();
}

private class TrieNode{ //字典树节点
private int num;// 有多少单词通过这个节点,即由根至该节点组成的字符串模式出现的次数
private TrieNode[] son;// 所有的儿子节点
private boolean isEnd;// 是不是最后一个节点
private char val;// 节点的值

TrieNode() {
num = 1;
son = new TrieNode[SIZE];
isEnd = false;
}
}

// 建立字典树
public void insert(String str){// 在字典树中插入一个单词
if (str == null || str.length() == 0) {
return;
}
TrieNode node = root;
char[] letters = str.toCharArray();
for (int i = 0, len = str.length(); i < len; i++) {
int pos = letters[i] - 'a';
if (node.son[pos] == null) {
node.son[pos] = new TrieNode();
node.son[pos].val = letters[i];
} else {
node.son[pos].num++;
}
node = node.son[pos];
}
node.isEnd = true;
}

// 计算单词前缀的数量
public int countPrefix(String prefix) {
if (prefix == null || prefix.length() == 0) {
return -1;
}
TrieNode node = root;
char[] letters = prefix.toCharArray();
for (int i = 0, len = prefix.length(); i < len; i++) {
int pos = letters[i] - 'a';
if (node.son[pos] == null) {
return 0;
} else {
node = node.son[pos];
}
}
return node.num;
}

// 打印指定前缀的单词
public String hasPrefix(String prefix) {
if (prefix == null || prefix.length() == 0) {
return null;
}
TrieNode node = root;
char[] letters = prefix.toCharArray();
for (int i = 0, len = prefix.length(); i < len; i++) {
int pos = letters[i] - 'a';
if (node.son[pos] == null) {
return null;
} else {
node = node.son[pos];
}
}
preTraverse(node, prefix);
return null;
}

// 遍历经过此节点的单词.
public void preTraverse(TrieNode node, String prefix) {
if (!node.isEnd) {
for (TrieNode child : node.son) {
if (child != null) {
preTraverse(child, prefix + child.val);
}
}
return;
}
System.out.println(prefix);
}

// 在字典树中查找一个完全匹配的单词.
public boolean has(String str) {
if (str == null || str.length() == 0) {
return false;
}
TrieNode node = root;
char[] letters = str.toCharArray();
for (int i = 0, len = str.length(); i < len; i++) {
int pos = letters[i] - 'a';
if (node.son[pos] != null) {
node = node.son[pos];
} else {
return false;
}
}
return node.isEnd;
}

//前序遍历字典树.
public void preTraverse(TrieNode node) {
if (node != null) {
System.out.print(node.val + "-");
for (TrieNode child : node.son) {
preTraverse(child);
}
}
}

public TrieNode getRoot() {
return this.root;
}

public static void main(String[] args) {
Trie tree = new Trie();
String[] strs = { "banana", "band", "bee", "absolute", "acm", };
String[] prefix = { "ba", "b", "band", "abc", };
for (String str : strs) {
tree.insert(str);
}
System.out.println(tree.has("abc"));
tree.preTraverse(tree.getRoot());
System.out.println();
for (String pre : prefix) {
int num = tree.countPrefix(pre);
System.out.println(pre + "" + num);
}
}
}

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