LeetCode 676. 实现一个魔法字典

一、题目

1、题目描述

  设计一个使用单词列表进行初始化的数据结构，单词列表中的单词 互不相同 。 如果给出一个单词，请判定能否只将这个单词中一个字母换成另一个字母，使得所形成的新单词存在于你构建的字典中。
  实现 MagicDictionary类：
  MagicDictionary()初始化对象
  void buildDict(String[] dictionary)使用字符串数组 dictionary设定该数据结构，dictionary中的字符串互不相同
  bool search(String searchWord)给定一个字符串 searchWord，判定能否只将字符串中 一个 字母换成另一个字母，使得所形成的新字符串能够与字典中的任一字符串匹配。如果可以，返回 true；否则，返回 false。
  样例输入： ["MagicDictionary", "buildDict", "search", "search", "search", "search"] [[], [["hello", "leetcode"]], ["hello"], ["hhllo"], ["hell"], ["leetcoded"]]
  样例输出： [null, null, false, true, false, false]

2、基础框架

• C++ 版本给出的基础框架代码如下：

class MagicDictionary {
public:
    MagicDictionary() {
    }
    void buildDict(vector<string> dictionary) {
    }
    bool search(string searchWord) {
    }
};

3、原题链接

LeetCode 676. 实现一个魔法字典
剑指 Offer II 064. 神奇的字典

二、解题报告

1、思路分析

  $(1)$ 对于给定的字符串，建立字典树。
  $(2)$ 然后进行一次深度优先搜索，对字典树进行遍历，遍历的过程中，可以改变一个字符，所以深搜需要记录已经改变了多少次，最多改变一个至少改变一个，也就是字符串遍历完毕以后，必须改变一个。
  $(3)$ 如果对树的深度优先搜索没有搞明白，建议先刷二叉树的题。

2、时间复杂度

   $k$为字符集的数量 $26$，字典的长度 $n$，最坏时间复杂度 $O(nk)$ 。

3、代码详解

class TrieNode {
public:
    bool end;             // 1 表示从根结点到它是一个完整字典中的串
                          // 0 表示它是某个字符串的前缀
    TrieNode *next[26];   // 指向所有的子结点

    TrieNode() {
        end = false;
        memset(next, 0, sizeof(next));
    }
};

class Trie {
    TrieNode* root;
public:
    Trie() {
        root = new TrieNode();
    }
    
    void insert(string word) {
        TrieNode *now = root;
        for(int i = 0; i < word.size(); ++i) {
            int child = word[i] - 'a';
            if( nullptr == now->next[child] ) {
                now->next[child] = new TrieNode();
            }
            now = now->next[child];
        }
        now->end = true;
    }
    
    bool search(string word) {
        TrieNode *now = root;
        for(int i = 0; i < word.size(); ++i) {
            int child = word[i] - 'a';
            if( nullptr == now->next[child]) {
                return false;
            }
            now = now->next[child];
        }
        return now->end;
    }
    
    bool startsWith(string prefix) {
        TrieNode *now = root;
        for(int i = 0; i < prefix.size(); ++i) {
            int child = prefix[i] - 'a';
            if( nullptr == now->next[child]) {
                return false;
            }
            now = now->next[child];
        }
        return true;
    }

    bool dfs(TrieNode* now, string& searchWord, int change, int depth, int maxDepth) {
        if(now == NULL) {
            return false;
        }
        if(change > 1) {
            return false;
        }

        if(depth == maxDepth) {
            if(!change) {
                return false;
            } 
            return now->end;
        }

        int i;

        for(i = 0; i < 26; ++i) {
            int nextChange = change;
            if(searchWord[depth] != i + 'a') {
                ++nextChange;
            }
            if( dfs(now->next[i], searchWord, nextChange, depth + 1, maxDepth)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    bool doDfs(string searchWord) {
        int len = searchWord.size();
        return dfs(root, searchWord, 0, 0, len);
    }
};


class MagicDictionary {
    Trie tree;
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MagicDictionary() {

    }
    

    void buildDict(vector<string> dictionary) {
        for(int i = 0; i < dictionary.size(); ++i) {
            tree.insert(dictionary[i]);
        }
    }
    
    bool search(string searchWord) {
        return tree.doDfs(searchWord);
    }
};

/**
 * Your MagicDictionary object will be instantiated and called as such:
 * MagicDictionary* obj = new MagicDictionary();
 * obj->buildDict(dictionary);
 * bool param_2 = obj->search(searchWord);
 */

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三、本题小知识

  暴力也能过的啦！

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