leetcode: 鍵值映射

題目來源:力扣

題目描述:

實現一個 MapSum 類裏的兩個方法，insert 和 sum。
對於方法 insert，你將得到一對（字符串，整數）的鍵值對。字符串表示鍵，整數表示值。如果鍵已經存在，那麼原來的鍵值對將被替代成新的鍵值對。
對於方法 sum，你將得到一個表示前綴的字符串，你需要返回所有以該前綴開頭的鍵的值的總和。
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示例 1:
輸入: insert(“apple”, 3), 輸出: Null
輸入: sum(“ap”), 輸出: 3
輸入: insert(“app”, 2), 輸出: Null
輸入: sum(“ap”), 輸出: 5
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審題:

對於本題,使用單詞查找樹設計算法.因此該問題可以分解爲兩個子問題(1)插入字符串構建單詞查找樹.(2)搜索所有以給定字符串爲前綴的字符串並累加其值.

此處,我們使用三向查找樹結構實現單詞查找樹.三項單詞查找樹的插入構建此處不再細講,只分析在三向查找樹結構中如果搜索所有以給定字符串爲前綴的字符串.

首先,我們在三向查找樹中查找給定前綴字符串最後一個字符對應的樹節點,如果未搜索到,則返回null.假設當前節點N爲前綴字符串最後一個字符對應的節點,則以該字符串爲前綴的所有字符串可能包括:該前綴字符串,該節點mid鏈接往下搜索查找到的所有字符串.因此沿mid鏈接搜索所有字符串並累加值即可.

java算法:

//實現三向查找樹

class MapSum {

    class Node{
        char c;
        Node left;
        Node right;
        Node mid;
        Integer val;
        Node(char c, Integer val){
            this.c = c;
            this.val = val;
        }
    }

    private Node root;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MapSum() {
    }
    
    private Node insert(Node x, String key, int val, int d){
        if(x == null){
            x = new Node(key.charAt(d), null);
        }
        if(x.c > key.charAt(d)){
            x.left = insert(x.left, key, val, d);
        }
        else if(x.c < key.charAt(d)){
            x.right = insert(x.right, key, val, d);
        }
        else if(d < key.length() - 1)
            x.mid = insert(x.mid, key, val, d+1);
        else
            x.val = val;
        return x;
    }

    public void insert(String key, int val) {
        root = insert(root, key, val, 0);
    }
    
    // 搜索prefix對應的終止節點
    private Node searchNode(Node x, String prefix, int d){
        if(x == null)
            return null;
        if(x.c > prefix.charAt(d))
            return searchNode(x.left, prefix, d);
        else if(x.c < prefix.charAt(d))
            return searchNode(x.right, prefix, d);
        else if(d < prefix.length()-1)
            return searchNode(x.mid, prefix, d+1);
        else
            return x;
    }


    private int sum(Node x){
        if(x == null)
            return 0;
        int sumVal = 0;
        if(x.val != null)
            sumVal += x.val;
        return sumVal + sum(x.left) + sum(x.mid) + sum(x.right);
    }

    //以prefix起始的字符串包括prefix(如果prefix存在與前綴樹中)以及mid節點之後的所有節點
    public int sum(String prefix) {
        Node start = searchNode(root, prefix, 0);
        if(start == null)
            return 0;
        int sumVal = 0;
        if(start.val != null)
            sumVal += start.val;
        return sumVal + sum(start.mid);
    }
}