Leetcode 211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计 C++ 字典树 回溯

描述

设计一个支持以下两种操作的数据结构：

void addWord(word)
bool search(word)
search(word) 可以搜索文字或正则表达式字符串，字符串只包含字母 . 或 a-z 。 . 可以表示任何一个字母。

示例:

addWord(“bad”)
addWord(“dad”)
addWord(“mad”)
search(“pad”) -> false
search(“bad”) -> true
search(".ad") -> true
search(“b…”) -> true
说明:

你可以假设所有单词都是由小写字母 a-z 组成的。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/add-and-search-word-data-structure-design
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分析

看上去挺简单的，但是反正用什么set之类都是超时的
所以这里要用到字典树这种数据结构

字典树

大概长这样，以边来记录信息，挨个字母添加，可以用公共前缀，如bad bae只是在a分支下有两个不同的分支：

图片来自 题解
我们定义结构：

struct Node {
		bool isword = false;  //记录是一个完整的单词还是途径的前缀，即图中的0和1
		Node * next[27] = {}; //该节点指向的可能的26个字母 毕竟该题只可能是26个小写字母
	};

插入：

void addWord(string word) {
		Node * p = root;  //从根节点开始
		for (int i = 0; root && i < word.size(); i++) {
			if (p->next[word[i] - 'a'] == NULL) {  //如果当前节点对应的word[i]字母的分支还没有
				p->next[word[i] - 'a'] = new Node();  //就新建一个子分支；否则就向下就可，因为他们可以有公共前缀
			}
			p = p->next[word[i] - 'a'];   //指向当前新节点
		}
		p->isword = true;  //这个单词添加完毕，修改表示为1
	}

查找
正常的字典树查找是这样

bool search(Node* root,string s){
    for(int i = 0;root&&inext[s[i]- 'a'];
    }
    return root!=NULL&&root->isWord;//查找的是一个单词
}

比如bad 就从根节点开始，先查有没有b，再查b下面有没有a，再查a下面有没有d，中间若是没有自然就是NuLL了，如果badguy这样只是个前缀的话，isWord=FALSE，这样保证查询的是单词，而且时间复杂度很低
但是本题中还有.的问题，比如b.d就查b分支下的所有分支，有没有满足条件的单词，所以需要用到递归

代码

class WordDictionary {
public:
	struct Node {
		bool isword = false;
		Node * next[27] = {};
	};
	Node * root;
	WordDictionary() {
		root = new Node();
	}
	void addWord(string word) {
		Node * p = root;
		for (int i = 0; root && i < word.size(); i++) {
			if (p->next[word[i] - 'a'] == NULL) {
				p->next[word[i] - 'a'] = new Node();
			}
			p = p->next[word[i] - 'a'];
		}
		p->isword = true;
	}
	bool dfs(Node* root, string word, int i) {
		if (!root)
			return false;
		if (i >= word.size())
			return root->isword;
		if (word[i] != '.') {
			if (root->next[word[i] - 'a']) {
				return dfs(root->next[word[i] - 'a'],word,i+1 );
			}
			else
				return false;
		}
		for (int j = 0; j < 26; j++) {
			if (root->next[j] && dfs(root->next[j], word, i + 1))
				return true;
		}
		return false;
	}
	bool search(string word) {
		return dfs(root, word, 0);
	}
};