(经典字典树)leetcode中等211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计

题目

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”); // 返回 False
wordDictionary.search(“bad”); // 返回 True
wordDictionary.search(“.ad”); // 返回 True
wordDictionary.search(“b…”); // 返回 True

提示：

1 <= word.length <= 25
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 104 次 addWord 和 search

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

这道题目跟普通的字典树相比多了一个’.'的匹配，这里我们可以理解为通配符，可以用递归的方法遇到普通字母就沿着它继续深搜，遇到通配符就可以沿着它当前节点的所有子节点深搜

代码部分

1.字典树的构建

#include 
#define MAXS 26
using namespace std;

struct TrieNode
{
	TrieNode *child[MAXS];
	bool isword;
	TrieNode ():isword(false)
	{
		for(int i=0;i<MAXS;i++)
			child[i]=NULL;
	}	
};

2.插入单词

基本操作，逐个字符判断，没有就生成，单词最后的位置记得标记

    void addWord(string word) {
		TrieNode *t=&_root;
		char *s=&word[0];
		while(*s)
		{
			int pos=*s-'a';
			if(!t->child[pos])
			{
				t->child[pos]=new TrieNode();
			}
			t=t->child[pos];
			s++;
		}
		t->isword=true;
    }

3.查询单词

这里是这道题目的核心部分，首先我们来写当前能做的事情，分为两种情况，一种是‘.’一种是正常的字符，'.'的时候我们需要对他的所有子节点进行深搜，结尾处的return false是两种情况不满足条件时

		//现在能做的事情
		if(*s=='.')
		{
			for(int i=0;i<MAXS;i++)
			{
				if(t->child[i]&&search2(t->child[i],s+1))
					return true;
			}
		}
		else
		{
			int pos=*s-'a';
		 	if(t->child[pos]&&search2(t->child[pos],s+1))
		 		return true;
		}
		return false;

接下来就是出口，递归到什么时候我们要进行返回，一种时当前判断的字符不存在，这个我们已经隐藏在能做的事情里面了，然后就是判断到了字符串结尾的地方，我们应该判断最后一字母的位置是否是一个单词

    	//出口
		if(*s=='\0')
		{
			return t->isword;
		}

完整代码

#include 
#define MAXS 26
using namespace std;

struct TrieNode
{
	TrieNode *child[MAXS];
	bool isword;
	TrieNode ():isword(false)
	{
		for(int i=0;i<MAXS;i++)
			child[i]=NULL;
	}	
};

class WordDictionary {
public:
	TrieNode _root;
    WordDictionary() {
		
    }
    
    void addWord(string word) {
		TrieNode *t=&_root;
		char *s=&word[0];
		while(*s)
		{
			int pos=*s-'a';
			if(!t->child[pos])
			{
				t->child[pos]=new TrieNode();
			}
			t=t->child[pos];
			s++;
		}
		t->isword=true;
    }
    
    bool search2(TrieNode *t,char *s)
    {
    	//出口
		if(*s=='\0')
		{
			return t->isword;
		}
		//现在能做的事情
		if(*s=='.')
		{
			for(int i=0;i<MAXS;i++)
			{
				if(t->child[i]&&search2(t->child[i],s+1))
					return true;
			}
		}
		else
		{
			int pos=*s-'a';
		 	if(t->child[pos]&&search2(t->child[pos],s+1))
		 		return true;
		}
		return false; 
	}
    
    bool search(string word) {
		TrieNode *t=&_root;
		char *s=&word[0];
		return search2(t,s);		
    }
};

int main (void)
{
	WordDictionary s;
	vector<string> str={"abc","ab"};
	for(int i=0;i<str.size();i++)
	{
		s.addWord(str[i]);
	}
	string s1=".b.";
	cout<<s.search(s1);
	
	return 0;
}

总结

这道题如果不会字典树那将是一个非常恐怖的存在，会了字典树之后可以说是很基础的一道题，所以这里用到的数据结构模板一定要非常熟悉，最好是达到倒背如流的样子，这样我们遇到一道题的时候，不用过多的思考数据结构的实现细节