LeetCode_前缀树_648.单词替换

1.题目

在英语中，我们有一个叫做 词根 (root) 的概念，可以词根后面添加其他一些词组成另一个较长的单词——我们称这个词为 继承词(successor)。例如，词根 an，跟随着单词 other(其他)，可以形成新的单词 another(另一个)。

现在，给定一个由许多词根组成的词典 dictionary 和一个用空格分隔单词形成的句子 sentence。你需要将句子中的所有继承词用词根替换掉。如果继承词有许多可以形成它的词根，则用最短的词根替换它。

你需要输出替换之后的句子。

示例 1：
输入：dictionary = [“cat”,“bat”,“rat”], sentence = “the cattle was rattled by the battery”
输出：“the cat was rat by the bat”

示例 2：
输入：dictionary = [“a”,“b”,“c”], sentence = “aadsfasf absbs bbab cadsfafs”
输出：“a a b c”

提示：
1 <= dictionary.length <= 1000
1 <= dictionary[i].length <= 100
dictionary[i] 仅由小写字母组成。
1 <= sentence.length <= 10⁶
sentence 仅由小写字母和空格组成。
sentence 中单词的总量在范围 [1, 1000] 内。
sentence 中每个单词的长度在范围 [1, 1000] 内。
sentence 中单词之间由一个空格隔开。
sentence 没有前导或尾随空格。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/replace-words

2.思路

（1）排序 & 枚举
① 对 dictionary 中的词根按照其长度进行升序排序，方便处理继承词有许多可以形成它的词根的情况；

② 以 " " 为分隔符将 sentence 进行拆分，并将拆分后得到的词保存到数组 words 中；

③ 遍历数组 words，对于当前词 word：

• 如果 dictionary 中有它的词根，那么将第一个搜索到的词根（也即长度最短的）+ " " 拼接到 res 中；
• 如果 dictionary 中没有其词根，那么直接将 word + " " 拼接到 res 中；

④ 遍历结束后，直接返回 res.toString().trim() 即可。

由于本题 dictionary 中的词根数最多为 1000，所以搜索起来不会特别耗时，如果词根数非常大，那么可以将其保存到哈希表中，加快搜索过程。

（2）前缀树
思路参考本题官方题解。

用 dictionary 中所有词根构建一颗前缀树，并用特殊符号标记结尾。在搜索前缀树时，只需在前缀树上搜索出一条最短的前缀路径即可。

3.代码实现（Java）

//思路1————排序 & 枚举
class Solution {
    public String replaceWords(List<String> dictionary, String sentence) {
        // 对 dictionary 中的词根按照其长度进行升序排序
        dictionary.sort(Comparator.comparingInt(String::length));
        // res 记录替换之后的句子
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        //以 " " 为分隔符将 sentence 进行拆分
        String[] words = sentence.split(" ");
        //遍历 words
        for (String word : words) {
            // flag 标记当前词是否有词根存在于 dictionary 中，默认是 false，表示没有
            boolean flag = false;
            for (String root : dictionary) {
                if (word.startsWith(root)) {
                    res.append(root).append(" ");
                    flag = true;
                    break;
                }
            }
            if (!flag) {
                res.append(word).append(" ");
            }
        }
        return res.toString().trim();
    }
}

//思路2————前缀树
class Solution {
    public String replaceWords(List<String> dictionary, String sentence) {
        Trie trie = new Trie();
        for (String word : dictionary) {
            Trie cur = trie;
            for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
                char c = word.charAt(i);
                cur.children.putIfAbsent(c, new Trie());
                cur = cur.children.get(c);
            }
            cur.children.put('#', new Trie());
        }
        String[] words = sentence.split(" ");
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
            words[i] = findRoot(words[i], trie);
        }
        return String.join(" ", words);
    }

    private String findRoot(String word, Trie trie) {
        StringBuilder root = new StringBuilder();
        Trie cur = trie;
        for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
            char c = word.charAt(i);
            if (cur.children.containsKey('#')) {
                return root.toString();
            }
            if (!cur.children.containsKey(c)) {
                return word;
            }
            root.append(c);
            cur = cur.children.get(c);
        }
        return root.toString();
    }

    class Trie {
        Map<Character, Trie> children;

        public Trie() {
            children = new HashMap<Character, Trie>();
        }
    }
}