算法进阶：高效解决自动补全难题，助您畅快短信沟通！

2023-12-26 12:45:08

牛刀小试，理解自动补全的原理

自动补全功能已广泛应用于各类文本输入场景，例如搜索引擎、输入法和代码编辑器，它能够根据您输入的字符动态地推荐可能匹配的单词或短语，帮助您快速找到想要的内容。

那么，自动补全是如何工作的呢？一种常见的方法是使用前缀树（Trie），它是一种树形数据结构，可以高效地存储字符串。前缀树的每个节点代表一个字符串的前缀，而节点的孩子节点则代表该前缀的扩展。

构建前缀树，高效存储字符串

前缀树的构建过程非常简单。首先，创建一个根节点，它代表空字符串。然后，对于每个要存储的字符串，从根节点开始，依次检查每个字符。如果当前字符在当前节点的孩子节点中存在，则继续检查下一个字符；否则，创建一个新的孩子节点，并将其与当前字符关联。

例如，对于字符串“apple”，我们可以构建如下前缀树：

         root
        /     \
    'a'     'b'
    /         /   \
 'ap'      'bc'   'd'
    /
 'app'
    /
 'apple'

畅快补全，搜索前缀树找答案

有了前缀树之后，我们就可以轻松地进行自动补全了。当您输入一个字符串时，从根节点开始，依次检查每个字符。如果当前字符在当前节点的孩子节点中存在，则继续检查下一个字符；否则，补全过程结束，并返回当前节点的子节点中存储的所有字符串。

例如，对于前缀“app”，我们可以从前缀树中找到“apple”和“app”两个补全结果。

代码示例，亲手实践自动补全

以下是一个简单的前缀树实现的代码示例：

class TrieNode:
    def __init__(self):
        self.children = {}
        self.is_word = False

class Trie:
    def __init__(self):
        self.root = TrieNode()

    def insert(self, word):
        current = self.root
        for char in word:
            if char not in current.children:
                current.children[char] = TrieNode()
            current = current.children[char]
        current.is_word = True

    def search(self, prefix):
        current = self.root
        for char in prefix:
            if char not in current.children:
                return []
            current = current.children[char]
        return self._get_all_words(current)

    def _get_all_words(self, node):
        result = []
        if node.is_word:
            result.append("")
        for char, child in node.children.items():
            for word in self._get_all_words(child):
                result.append(char + word)
        return result

# 使用示例
trie = Trie()
trie.insert("apple")
trie.insert("app")
trie.insert("banana")
trie.insert("bread")

print(trie.search("app"))  # ["apple", "app"]
print(trie.search("ban"))  # ["banana", "bread"]
print(trie.search("xyz"))  # []