前缀树结构和Java代码实现

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本文详细介绍了一种高效的数据结构——前缀树（Trie），并提供了Java实现代码。前缀树能够快速查找字符串，并通过字符串的公共前缀来提高查询效率。

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以前在项目中使用过前缀对敏感词进行过滤，现在就详细说一下他的结构和如何实现吧。

结构的3个基本性质：
1. 根节点不包含字符，除根节点外每一个节点都只包含一个字符。
2. 从根节点到某一节点，路径上经过的字符连接起来，为该节点对应的字符串。
3. 每个节点的所有子节点包含的字符都不相同。

前缀的好处：
前缀树可以最大限度地减少无谓的字符串比较，查询效率非常高。
前缀树的核心思想是利用空间换时间，利用字符串的公共前缀来降低查询时间的开销达到提高效率的目的。

Java代码实现

/**
 * author: zzw5005
 * date: 2019/1/10 10:24
 */


public class Trie {
    private class Node {
        Node[] childs = new Node[26];
        boolean isLeaf;
    }

    private Node root = new Node();

    public Trie() {
    }

    public void insert(String word) {
        insert(word, root);
    }

    private void insert(String word, Node node) {
        if (node == null) return;
        if (word.length() == 0) {
            node.isLeaf = true;
            return;
        }
        int index = indexForChar(word.charAt(0));
        if (node.childs[index] == null) {
            node.childs[index] = new Node();
        }
        insert(word.substring(1), node.childs[index]);
    }

    public boolean search(String word) {
        return search(word, root);
    }

    private boolean search(String word, Node node) {
        if (node == null) return false;
        if (word.length() == 0) return node.isLeaf;
        int index = indexForChar(word.charAt(0));
        return search(word.substring(1), node.childs[index]);
    }

    public boolean startsWith(String prefix) {
        return startWith(prefix, root);
    }

    private boolean startWith(String prefix, Node node) {
        if (node == null) return false;
        if (prefix.length() == 0) return true;
        int index = indexForChar(prefix.charAt(0));
        return startWith(prefix.substring(1), node.childs[index]);
    }

    private int indexForChar(char c) {
        return c - 'a';
    }

    public static void main(String[] args) {
        Trie trie = new Trie();

        String[] arr = {"abc","acb","bac","bca","cab","cba"};

        for(int i = 0; i < arr.length; i++){
            trie.insert(arr[i]);
        }

        for(int i = 0; i < arr.length; i++){
            System.out.println(trie.search(arr[i]));
        }
        System.out.println(trie.search("abd"));
    }
}