LeetCode 第212题:单词搜索 II

LeetCode 第212题是“单词搜索 II”(Word Search II),这是一道关于在二维字符网格中寻找多个单词的经典问题。下面是一个Java的解决方案,并附带详细注释,以帮助你理解每个步骤。

import java.util.*;

public class Solution { // 定义一个名为Solution的类
    private class TrieNode { // 定义Trie树的节点
        TrieNode[] children = new TrieNode[26]; // 每个节点有26个子节点(代表字母a-z)
        String word = null; // 存储完整的单词,如果当前节点是某个单词的结尾
    }
    
    private void insertWord(TrieNode root, String word) { // 将单词插入到Trie树中
        TrieNode node = root; // 从根节点开始
        for (char c : word.toCharArray()) { // 遍历单词的每个字符
            int index = c - 'a'; // 计算字符对应的索引
            if (node.children[index] == null) { // 如果对应的子节点不存在
                node.children[index] = new TrieNode(); // 创建新的子节点
            }
            node = node.children[index]; // 移动到子节点
        }
        node.word = word; // 在单词结尾的节点保存单词
    }
    
    public List<String> findWords(char[][] board, String[] words) {
        List<String> result = new ArrayList<>(); // 存储找到的单词
        TrieNode root = new TrieNode(); // 创建Trie树的根节点

        for (String word : words) { // 将所有单词插入到Trie树中
            insertWord(root, word);
        }

        for (int i = 0; i < board.length; i++) { // 遍历网格的每一行
            for (int j = 0; j < board[0].length; j++) { // 遍历网格的每一列
                dfs(board, i, j, root, result); // 从每个位置开始进行深度优先搜索
            }
        }

        return result; // 返回结果列表
    }
    
    private void dfs(char[][] board, int i, int j, TrieNode node, List<String> result) {
        char c = board[i][j]; // 取出当前网格位置的字符
        if (c == '#' || node.children[c - 'a'] == null) return; // 如果字符已访问或不在Trie树中,返回

        node = node.children[c - 'a']; // 移动到对应的子节点
        if (node.word != null) { // 如果当前节点是某个单词的结尾
            result.add(node.word); // 将单词加入结果列表
            node.word = null; // 防止重复添加
        }

        board[i][j] = '#'; // 标记当前网格位置为已访问
        // 递归搜索相邻的四个方向
        if (i > 0) dfs(board, i - 1, j, node, result);
        if (j > 0) dfs(board, i, j - 1, node, result);
        if (i < board.length - 1) dfs(board, i + 1, j, node, result);
        if (j < board[0].length - 1) dfs(board, i, j + 1, node, result);
        board[i][j] = c; // 恢复当前网格位置的字符
    }
}

解题思路总结:

  1. Trie树构建:我们使用Trie树来存储所有需要查找的单词,这样可以高效地进行前缀匹配。

  2. 深度优先搜索(DFS):在二维网格中,从每个字符开始进行DFS,以查找可能的单词。

  3. 标记访问:在DFS过程中,将已经访问过的字符标记为特殊符号(如#),以避免重复使用。

  4. 方向搜索:对每个字符进行上下左右四个方向的递归搜索,探索所有可能的路径。

  5. 结果去重:如果在DFS过程中找到一个完整的单词,将其加入结果列表,并在Trie树中标记为已找到,以防重复加入。

  6. 恢复状态:在DFS结束后,恢复网格中字符的原始状态,以便其他路径的搜索。

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