[leetcode]211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计

最新推荐文章于 2022-09-20 17:29:54 发布

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该博客介绍了如何设计一个数据结构WordDictionary，支持添加单词并查找字符串匹配。通过使用字典树（Trie）结构，实现了添加单词到树中以及搜索时根据点号('.')匹配任意字母的功能。在搜索过程中，遇到点号时会遍历当前节点的所有子节点，如果找到匹配路径则返回true，否则返回false。示例展示了若干次添加和搜索操作的结果。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

请你设计一个数据结构，支持添加新单词和查找字符串是否与任何先前添加的字符串匹配。

实现词典类 WordDictionary ：

WordDictionary() 初始化词典对象
void addWord(word) 将 word 添加到数据结构中，之后可以对它进行匹配
bool search(word) 如果数据结构中存在字符串与 word 匹配，则返回 true ；否则，返回 false 。word 中可能包含一些 ‘.’ ，每个 . 都可以表示任何一个字母。

示例：

输入：
["WordDictionary","addWord","addWord","addWord","search","search","search","search"]
[[],["bad"],["dad"],["mad"],["pad"],["bad"],[".ad"],["b.."]]
输出：
[null,null,null,null,false,true,true,true]

解释：
WordDictionary wordDictionary = new WordDictionary();
wordDictionary.addWord("bad");
wordDictionary.addWord("dad");
wordDictionary.addWord("mad");
wordDictionary.search("pad"); // return False
wordDictionary.search("bad"); // return True
wordDictionary.search(".ad"); // return True
wordDictionary.search("b.."); // return True

提示：

1 <= word.length <= 500
addWord 中的 word 由小写英文字母组成
search 中的 word 由 ‘.’ 或小写英文字母组成
最多调用 50000 次 addWord 和 search

思路：
字典树。

字典树的实现：
[leetcode]208.实现前缀树

1.添加单词：将单词添加到字典树中即可。
2.搜索单词：
2.1 当前字符是字母：判断当前字符对应的节点是否存在，如果子节点存在则移动到子节点，继续搜索下一字符，如果子节点不存在，则说明单词不存在，返回false。
2.2 当前字符是’.’：由于点号可以表示任何字母，因此需要对当前节点的所有非空子节点继续搜索下一个字符。
重复上述步骤，直到返回false或搜索玩给定单词的最后一个字符。
当搜索到的最后一个节点的isEnd为true时，给定的单词存在，且搜索到点号时，只要存在一个非空子节点可以搜索到给定的单词，返回true。

AC代码：（C++）

struct TrieNode {
    vector<TrieNode*> child;
    bool isEnd;
    TrieNode() {
        this->child = vector<TrieNode*>(26, nullptr);
        this->isEnd = false;
    }
};
void insert(TrieNode* root, const string& word) {
    TrieNode* node = root;
    for (auto c : word) {
        if (node->child[c - 'a'] == nullptr) {
            node->child[c - 'a'] = new TrieNode();
        }
        node = node->child[c - 'a'];
    }
    node->isEnd = true;
}

class WordDictionary {
   private:
    TrieNode* trie;

   public:
    WordDictionary() {
        trie = new TrieNode();
    }

    void addWord(string word) {
        insert(trie, word);
    }

    bool search(string word) {
        return dfs(word, 0, trie);
    }
    bool dfs(const string& word, int index, TrieNode* node) {
        if (index == word.size()) {
            return node->isEnd;
        }
        char ch = word[index];
        if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
            TrieNode* child = node->child[ch - 'a'];
            if (child != nullptr && dfs(word, index + 1, child)) {
                return true;
            }
        } else if (ch == '.') {
            for (int i = 0; i < 26; i++) {
                TrieNode* child = node->child[i];
                if (child != nullptr && dfs(word, index + 1, child)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
};