Implement Trie (Prefix Tree)

Author: lledellebell

implement-trie-prefix-tree/lledellebell.js

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+/**
+ * @problem
+ * Trie를 구현합니다.
+ * - 메모리 사용량을 최적화하면서 정확한 검색 결과를 보장해야 합니다.
+ * 
+ * @example
+ * const trie = new Trie();
+ * trie.insert("apple");   // undefined
+ * trie.search("apple");   // true
+ * trie.search("app");     // false
+ * trie.startsWith("app"); // true
+ * trie.insert("app");     // undefined
+ * trie.search("app");     // true
+ * 
+ * @description
+ * - 시간복잡도:
+ *   ㄴ insert: O(m) (m은 단어 길이)
+ *   ㄴ search: O(m) (m은 단어 길이)
+ *   ㄴ startsWith: O(m) (m은 접두사 길이)
+ * - 공간복잡도: O(ALPHABET_SIZE * m * n)
+ *   ㄴ ALPHABET_SIZE: 문자열의 알파벳 수 (영문의 경우 26)
+ *   ㄴ m: 단어의 평균 길이
+ */ 
+class TrieNode {
+    constructor() {
+        // 각 문자를 키로 하고 자식 노드를 값으로 하는 객체
+        this.children = {};
+        // 현재 노드가 단어의 마지막 문자인지 표시하는 플래그
+        this.isEndOfWord = false;
+    }
+}
+
+class Trie {
+    constructor() {
+        // 빈 문자열을 나타내는 루트 노드 생성
+        this.root = new TrieNode();
+    }
+
+    /**
+     * 단어를 Trie에 삽입하는 메서드
+     * @param {string} word - 삽입할 단어
+     */
+    insert(word) {
+        // 루트 노드부터 시작
+        let node = this.root;
+        
+        // 단어의 각 문자를 순회
+        for (let i = 0; i < word.length; i++) {
+            const char = word[i];
+            // 현재 문자에 대한 노드가 없으면 새로 생성
+            if (!(char in node.children)) {
+                node.children[char] = new TrieNode();
+            }
+            // 다음 문자를 처리하기 위해 자식 노드로 이동
+            node = node.children[char];
+        }
+        // 단어의 마지막 문자임을 표시
+        node.isEndOfWord = true;
+    }
+
+
+    /**
+     * 정확한 단어가 존재하는지 검색하는 메서드
+     * @param {string} word - 검색할 단어
+     * @returns {boolean} - 단어 존재 여부
+     */
+    search(word) {
+        // 단어를 찾아 마지막 노드를 반환
+        const node = this._traverse(word);
+        // 단어가 존재하고 해당 노드가 단어의 끝인 경우에만 true 반환
+        return node !== null && node.isEndOfWord;
+    }
+
+    /**
+     * 주어진 접두사로 시작하는 단어가 존재하는지 검색하는 메서드
+     * @param {string} prefix - 검색할 접두사
+     * @returns {boolean} - 접두사로 시작하는 단어 존재 여부
+     */
+    startsWith(prefix) {
+        // 접두사에 해당하는 노드가 존재하는지만 확인
+        return this._traverse(prefix) !== null;
+    }
+
+    /**
+     * 문자열을 따라가며 마지막 노드를 반환하는 내부 헬퍼 메서드
+     * @param {string} str - 탐색할 문자열
+     * @returns {TrieNode|null} - 마지막 문자에 해당하는 노드 또는 null
+     * @private
+     */
+    _traverse(str) {
+        // 루트 노드부터 시작
+        let node = this.root;
+        
+        // 문자열의 각 문자를 순회
+        for (let i = 0; i < str.length; i++) {
+            const char = str[i];
+            // 현재 문자에 대한 노드가 없으면 null 반환
+            if (!(char in node.children)) {
+                return null;
+            }
+            // 다음 문자를 처리하기 위해 자식 노드로 이동
+            node = node.children[char];
+        }
+        // 마지막 노드 반환
+        return node;
+    }
+}
+
+const trie = new Trie();
+console.log(trie.insert("apple"));   // undefined
+console.log(trie.search("apple"));   // true
+console.log(trie.search("app"));     // false
+console.log(trie.startsWith("app")); // true
+console.log(trie.insert("app"));     // undefined
+console.log(trie.search("app"));     // true