trie树前缀匹配

题目：搜索功能一般都有根据你的输入快速显示对应关键字的功能，比如你输入”刘”, 搜索框的下拉列表会显示“刘德华”,”刘若英”,”刘欢”等，你继续输入‘德’，将查询关键字变成”刘德”,显示的候选字列表会显示”刘德华”,”刘德华专辑”,”刘德华演唱会”等。如果让你用算法和数据结构实现这个功能（用户每次多输入一个字母都可以得到最佳的查询结果，每次返回最多不超过10条），你会如何设计。能否用程序实现。

一、算法设计
1） 采用trie树来实现前缀匹配，如果匹配成功，返回所有前缀相同的字符串，否则返回空；
2） 如果匹配上的字符串超过10条，用堆排找出搜索热度前10的字符串（这部分没有写代码）；

二、代码与运行结果

代码参考了网络上他人的代码成果，针对题目进行了修改，特此声明。
完整代码。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

const int sonNums = 26;

struct node
{
    bool endFlag;
    node* sons[sonNums];

    node() 
    { 
        endFlag = false; 
        for ( int i = 0; i < sonNums; i++ )
            sons[i] = NULL;
    }
};

class Trie
{
public:
    void insert(const char* str);
    bool query(const char* str);
    void getStr(node *tree, vector<char*>& ret, vector<char> prefix);
    Trie() { root = new node();}

private:
    node *root;
};

void Trie::insert(const char* str)
{
    cout << "insert: " << str << endl;

    node *p = root;
    while( *str != '\0')
    {
        int index = *str - 'a';
        if ( p->sons[index] == NULL )
        {
            p->sons[index] = new node();
        }
        p = p->sons[index];
        str++;
    }
    p->endFlag = true;
}

bool Trie::query(const char* str)
{
    node *p = root;
    const char *tmp = str;
    vector<char*> ret;
    vector<char> prefix;

    int index = *str - 'a';
    if ( !p->sons[index])
    {
        cout << "\nprefix query for \"" << tmp << "\" failed" << endl;
        return false;
    }

    while( *str != '\0' && p )
    {
        int index = *str - 'a';
        if ( p->sons[index] )
        {
            prefix.push_back(*str);
        }

        p = p->sons[index];
        str++;
    }

    if ( p != NULL )
    {
        getStr( p, ret, prefix );

        vector<char*>::iterator iter;
        cout << "\nprefix query for \""<< tmp << "\", results:" << endl;
        for ( iter = ret.begin(); iter != ret.end(); iter++ )
            cout << *iter << endl;

        return true;
    }
    else
    {
        cout << "\nprefix query for \"" << tmp << "\" failed" << endl;
        return false;
    }
}

void Trie::getStr(node *tree, vector<char*>& ret, vector<char> prefix)
{
    if ( tree->endFlag )
    {    
        char *str = new char[prefix.size()+1];
        int i;
        for ( i=0; i<prefix.size(); i++ )
            str[i] = prefix[i];
        str[i] = '\0';
        ret.push_back(str);
    }

    node *p = tree;
    for (int i = 0; i < 26; i++)
    {
        if ( p->sons[i] != NULL )
        {
            prefix.push_back('a'+i);
            getStr( p->sons[i], ret, prefix);
        }
    }
}

int main()
{
    Trie t;
    t.insert("a");
    t.insert("abandon");
    t.insert("abandoned");
    t.insert("abashed");

    t.query("a");
    t.query("aba");
    t.query("aban");
    t.query("ban");
    
    return 0;
}

运行结果：

insert: a
insert: abandon
insert: abandoned
insert: abashed

prefix query for "a", results:
a
abandon
abandoned
abanshed

prefix query for "aba", results:
abandon
abandoned
abanshed
 

三、存在的问题

1） 中文处理比较麻烦，只实现了英文字母的匹配；
2） 对每个节点开辟了26个分支，用分支下标表示字母，这种方式节省了时间浪费了空间，如果要节省空间应采用链表；
3） 为了挑选最热的10个字符串，我把所有的匹配结果都找出来然后用堆排找出最热的10个字符串，我没想到更好的方法；
4）未考虑查询扩展，比如汉字拼音扩展。