leetcode 126. Word Ladder II

最新推荐文章于 2022-05-13 15:05:59 发布

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本文详细解析了LeetCode上的经典题目Word Ladder II，介绍了如何运用回溯算法解决该问题。文章通过具体示例展示了如何先使用广度优先搜索（BFS）构建解空间树，并标记层级，再利用深度优先搜索（DFS）逆向查找最短路径。此方法避免了正向搜索时路径分散难以记录的问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

leetcode 126. Word Ladder II

今天这篇笔记讲讲一直都弄得不是很清楚的回溯算法。回溯写法用于dfs比较常见，由于深度优先，如果搜完之后还需要继续搜索，那么就只好往前回溯了。深度优先之所以需要这样遍历，是为了不重复搜索，特别是这种树形结构的。在形式上比较像bfs，但实质上是dfs，因为一定是在一个搜索路径下走完，才来寻找其他的路径。

这一题下面这种解法确实有一些难度，先是用bfs来建立树，并且利用层次进行标明，然后再利用dfs反向搜索路径（反向搜索路径，是因为如果正向的话发散太多不好记录，反向因为最终都会归于根节点，这是根据建树时的性质决定的。

然而下面这种解法依然 TLE

public class Solution {
	  class Node {
		    String word;
		    int level;
	
		    public Node(String word, int level) {
		        this.word = word;
		        this.level = level;
		    }
	  }

	    private String end;
	    private List<List<String>> res;
	    private Map<String, List<String>> maps;

	    public List<List<String>> findLadders(String start, String end,
	                                                    List<String> dict) {
	        res = new ArrayList<>();
	        // unvisited words set
	        dict.add(end);
	        dict.remove(start);
	        // used to record the map info of <word : the words of next level>
	        maps = new HashMap<>();
	        for (String e : dict) {
	            maps.put(e, new ArrayList<>());
	        }

	        // BFS to search from the end to start
	        Queue<Node> queue = new LinkedList<Node>();
	        queue.add(new Node(start, 0));
	        boolean found = false;
	        int finalLevel = Integer.MAX_VALUE;
	        int currentLevel = 0;
	        Set<String> visitedWordsInThisLevel = new HashSet<>();

	        while (!queue.isEmpty()) {
	            Node node = queue.poll();
	            String word = node.word;
	            int level  = node.level;
	            if (level >= finalLevel) {
	                break;
	            }   
	            if (level > currentLevel) {
	                dict.removeAll(visitedWordsInThisLevel);
	                visitedWordsInThisLevel.clear();
	            }
	            currentLevel = level;
	            char[] wordCharArray = word.toCharArray();
	            for (int i = 0; i < word.length(); ++i) {
	                char originalChar = wordCharArray[i];
	                boolean foundInThisCycle = false;
	                for (char c = 'a'; c <= 'z'; ++c) {
	                    wordCharArray[i] = c;  // change to another word 
	                    String newWord = new String(wordCharArray);
	                    if (c != originalChar && dict.contains(newWord)) {
	                        maps.get(newWord).add(word);
	                        if (newWord.equals(end)) {
	                            found = true;
	                            finalLevel = currentLevel + 1;
	                            foundInThisCycle = true;
	                            break;
	                        }
	                        if (visitedWordsInThisLevel.add(newWord)) {
	                            queue.add(new Node(newWord, currentLevel + 1));
	                        }
	                    }
	                }
	                if (foundInThisCycle) {
	                    break;  // break in two cycle
	                }
	                wordCharArray[i] = originalChar;
	            }
	        }
	        if(found){
	            List<String> tmplist = new LinkedList<>();
	            generatePath(end,start,tmplist);
	        }
	        return res;
	    }
	    private void generatePath(String start, String end, List<String> list){
	        if(start.equals(end)){
	            List<String> tmplist = new LinkedList<>(list);
	            tmplist.add(end);
	            Collections.reverse(tmplist);
	            res.add(tmplist);
	            return;
	        }
	        list.add(start);
	        List<String> tmplist = maps.get(start);
	        for(String e:tmplist)
	            generatePath(e,end,list);
	        list.remove(list.size()-1);
	    }
}