算法初阶笔记——前缀树

前缀树（又称字典树、单词查找树、Trie树），是一种树形结构，是一种哈希树的变种。典型应用是用于统计，排序和保存大量的字符串（但不仅限于字符串），所以经常被搜索引擎系统用于文本词频统计。它的优点是：利用字符串的公共前缀来减少查询时间，最大限度地减少无谓的字符串比较，查询效率比哈希树高。

/*
这个结构的逻辑是字母写在两个节点之间。根节点为root，root.nexts[index]
为与根节点相连的其他节点，把字母想象成两个节点之间路径上的值，靠下的节点
用于存放这个字母的path和end
 */
public class TrieTree {
    public static class TrieNode{
        public int path;
        public int end;
        public TrieNode[] nexts;
        public TrieNode(){
            path = 0;
            end = 0;
            nexts = new TrieNode[26];
        }
    }

    public static class Trie{
        private TrieNode root;
        public Trie(){
            root = new TrieNode();
        }

        public void insert(String word){
            if(word == null)
                return;
            char[] chs = word.toCharArray();
            TrieNode node = root;
            int index = 0;
            for(int i = 0; i < chs.length; i++){
                index = chs[i] - 'a';
                //如果当前节点没有走向这个字母节点的路径，则创建
                if(node.nexts[index] == null){  
                    node.nexts[index] = new TrieNode();
                }
                node = node.nexts[index];
                node.path++;
            }
            node.end++; //只有字符串最后一个节点的位置end++
        }

        //查某一个word在其中出现了几次,和insert差不多
        public int search(String word){     
            if(word == null)
                return 0;
            char[] chs = word.toCharArray();
            TrieNode node = root;
            int index = 0;
            for(int i = 0; i < chs.length; i++){
                index = chs[i] - 'a';
                if(node.nexts[index] == null)
                    return 0;
                node = node.nexts[index];
            }
            return node.end;
        }

        public void delete(String word){
            if(search(word) != 0){
                char[] chs = word.toCharArray();
                TrieNode node = root;
                int index = 0;
                for(int i = 0; i < chs.length; i++){
                    index = chs[i] - 'a';
                    //如果这个节点的--path已经为0,则不用管这个节点
                    //下面的节点，直接return
                    if(--node.nexts[index].path == 0){
                        node.nexts[index] = null;
                        return;
                    }
                    node = node.nexts[index];
                }
                node.end --;
            }
        }

        public int preFixNum(String pre){   //返回以pre为前缀的单词的个数
            if(pre == null){
                return 0;
            }
            char[] chs = pre.toCharArray();
            TrieNode node = root;
            int index = 0;
            for(int i = 0; i < chs.length; i++){
                index = chs[i] - 'a';
                if(node.nexts[index].path == 0)
                    return 0;
                node = node.nexts[index];
            }
            return node.path;
        }
    }


}