字典樹Java實現

Trie樹的原理

　　Trie樹也稱字典樹，因為其效率很高，所以在在字符串查找、前綴匹配等中應用很廣泛，其高效率是以空間為代價的。

　　利用串構建一個字典樹，這個字典樹保存了串的公共前綴信息，因此可以降低查詢操作的復雜度。下面以英文單詞構建的字典樹為例，這棵Trie樹中每個結點包括26個孩子結點，因為總共有26個英文字母(假設單詞都是小寫字母組成)。

詳細介紹請參考：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/10/11/2207886.html 等

字典樹模版（Java）

/**
 * 字典樹模版，默認只包含26個小寫字母
 * 提供hasStr、insert、countPrefix、preWalk、getRoot接口
 * @author 
 */
public class TrieTree {

    private final int SIZE = 26;  //每個節點能包含的子節點數，即需要SIZE個指針來指向其孩子
    private Node root;   //字典樹的根節點

    /**
     * 字典樹節點類
     * @author Lenovo
     */
    private class Node {
        private boolean isStr;   //標識該節點是否為某一字符串終端節點
        private int num;         //標識經過該節點的字符串數。在計算前綴包含的時候會用到
        private Node[] child;    //該節點的子節點

        public Node() {
            child = new Node[SIZE];
            isStr = false;
            num = 1;
        }
    }

    public TrieTree() {
        root = new Node();
    }

    /**
     * 檢查字典樹中是否完全包含字符串word
     * @param word
     * @return
     */
    public boolean hasStr(String word) {
        Node pNode = this.root;

        //逐個字符去檢查
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            int index = word.charAt(i) - 'a';
            //在字典樹中沒有對應的節點，或者word字符串的最后一個字符在字典樹中檢測對應節點的isStr屬性為false，則返回false
            if (pNode.child[index] == null
                    || (i + 1 == word.length() && pNode.child[index].isStr == false)) {
                return false;
            }
            pNode = pNode.child[index];
        }

        return true;
    }

    /**
     * 在字典樹中插入一個單詞
     * @param word
     */
    public void insert(String word) {
        if (word == null || word.isEmpty()) {
            return;
        }
        Node pNode = this.root;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            int index = word.charAt(i) - 'a';
            if (pNode.child[index] == null) {   //如果不存在節點，則new一個一節點插入字典樹
                Node tmpNode = new Node();
                pNode.child[index] = tmpNode;
            } else {
                pNode.child[index].num++;       //如果字典樹中改路徑上存在節點，則num加1，表示在該節點上有一個新的單詞經過
            }
            pNode = pNode.child[index];
        }
        pNode.isStr = true;
    }

    /**
     * 統計在字典樹中有多少個單詞是以str為前綴的
     * @param str
     * @return
     */
    public int countPrefix(String str) {
        Node pNode = this.root;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            int index = str.charAt(i) - 'a';
            if (pNode.child[index] == null) {
                return 0;
            } else {
                pNode = pNode.child[index];
            }
        }

        return pNode.num;
    }

    /**
     * 先序遍歷
     * @param root
     */
    public void preWalk(Node root) {
        Node pNode = root;
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            if (pNode.child[i] != null) {
                System.out.print((char) ('a' + i) + "--");
                preWalk(pNode.child[i]);
            }
        }
    }

    /**
     * 返回字典樹根節點
     * @return
     */
    public Node getRoot() {
        return root;
    }

}