[Leetcode]Add and Search Word - Data structure design

构建WordDictionary：利用前缀树实现正则表达式匹配

最新推荐文章于 2020-04-25 11:21:31 发布

zdxiq000

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分类专栏： Leetcode 文章标签： Leetcode Trie prefixtree algorithm

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题目来源：Add and Search Word - Data structure design
写过Implement Trie (Prefix Tree) 就不难想到这题又是典型的Trie（前缀树或者叫字典树），这个WordDictionary就是建立在Trie之上的，addWord和search就是Trie的插入和查找，唯一不同之处是search引入了正则符号（.）表示”任意单个字母“。需要注意的是：

1.考虑用递归处理正则符号（.）；
2.注意插入和查询时的结束逻辑。比如插入"aaa"后，查询"a"和"aa"应该是失败的。

注意以上几点就不难写出以下代码：

struct TrieNode{
    std::unordered_map<char,TrieNode *> children;
};

class WordDictionary {
public:
    WordDictionary() {
        root = new TrieNode();
    }
    void addWord(string word) {
        TrieNode *pnode = root;
        for(int i=0; i<word.size(); i++) {
            if(pnode->children.find(word[i]) == pnode->children.end()) {
                pnode->children[word[i]] = new TrieNode();
            }
            pnode = pnode->children[word[i]];
        }
        //'@' represents the ending flag.
        if(pnode->children.find('@') == pnode->children.end())
            pnode->children['@'] = NULL;
    }
    bool search(string word) {
        if(word.size() == 0)
            return false;
        return search_recursive(root,word);
    }
private:
    TrieNode *root;
    bool search_recursive(TrieNode *pn, string str) {
        if(str.size() == 0) {
            if(pn->children.find('@') != pn->children.end())
                return true;
            else
                return false;
        }
        if(str[0] == '.') {
            for(unordered_map<char,TrieNode *>::iterator it=pn->children.begin(); it!=pn->children.end(); it++)
                if(it->first != '@' && search_recursive(it->second,str.substr(1)))
                    return true;
        } else if(pn->children.find(str[0]) != pn->children.end()) {
            return search_recursive(pn->children[str[0]],str.substr(1));
        }
        return false;
    }
};

以上代码是边写边改的结果，所以结束符草草完成逻辑就完事了，耗时大约在300~400ms。实际上，结束符本来就是Trie的一部分，不妨将其整合到data structrue里：

struct TrieNode{
    TrieNode() {ending = false;}
    bool ending;
    std::unordered_map<char,TrieNode *> children;
};

修改后，运行时间大约为200ms。如果还要继续优化，就需要对递归进行改写了，毕竟递归层数多了还是很影响效率的，有空再来优化试试。另外在discuss中，有一个答案直接使用内置数组来存储children，试了一下能在100ms左右运行完毕，有时候太依赖STL也是不好的。