秋招LeetCode刷题Day1 -- 前缀树专题

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知识总结

今天重新学习了一下前缀树以及相关的知识

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Leetcode 208. 实现 Trie (前缀树)

题目链接

题目说明

Trie（发音类似 “try”）或者说 前缀树 是一种树形数据结构，用于高效地存储和检索字符串数据集中的键。这一数据结构有相当多的应用情景，例如自动补完和拼写检查。

请你实现 Trie 类：

• Trie() 初始化前缀树对象。
• void insert(String word) 向前缀树中插入字符串 word 。
• boolean search(String word) 如果字符串 word 在前缀树中，返回 true（即，在检索之前已经插入）；否则，返回 false 。
• boolean startsWith(String prefix) 如果之前已经插入的字符串 word 的前缀之一为 prefix ，返回 true ；否则，返回 false 。

代码说明

这是比较经典的, 应该很快写出来, 通过数组来实现树的结构
写法: 先定义TrieNode, 然后再写插入和查询的方法.

class TrieNode{
    TrieNode[] children;
    boolean isEnd;

    public TrieNode(){
        children = new TrieNode[26];
        isEnd = false;
    }
 }

class Trie {
    private TrieNode root;

    public Trie() {
        root = new TrieNode();
    }
    
    public void insert(String word) {
        TrieNode cur = root;
        for(int i =0; i < word.length(); i++){
            char c = word.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if(cur.children[index] == null){
                cur.children[index] = new TrieNode();
            }
            cur = cur.children[index];
        }
        cur.isEnd = true;
    }
    
    public boolean search(String word) {
        TrieNode cur = root;
        for(int i =0; i < word.length(); i++){
            char c = word.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if(cur.children[index] == null){
                return false;
            }
            cur = cur.children[index];
        }
        return cur.isEnd;
    }
    
    public boolean startsWith(String prefix) {
        TrieNode cur = root;
        for(int i =0; i < prefix.length(); i++){
            char c = prefix.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if(cur.children[index] == null){
                return false;
            }
            cur = cur.children[index];
        }
        return true;
    }
}

/**
 * Your Trie object will be instantiated and called as such:
 * Trie obj = new Trie();
 * obj.insert(word);
 * boolean param_2 = obj.search(word);
 * boolean param_3 = obj.startsWith(prefix);
 */

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Leetcode 211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计

题目链接

题目说明

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。

代码说明

这一题再原有的基础上变化了, 在搜索的时候出现了 “.” 能够匹配任意项, 需要用到DFS算法.

DFS和回溯很像, 但是也有不同的, 就是不需要回退. 然后递推公式就为

if(child != null && dfs(child, index + 1, word)){ return true;}

学习新的方法

Character.isLetter(ch)

class TrieNode{
    TrieNode[] children;
    boolean isEnd;

    public TrieNode(){
        children = new TrieNode[26];
        isEnd = false;
    }
}

class WordDictionary {
    private TrieNode root;

    public WordDictionary() {
        root = new TrieNode();
    }
    
    public void addWord(String word) {
        TrieNode cur = root;
        for(int i =0; i < word.length(); i++){
            char c = word.charAt(i);
            int index = c - 'a';
            if(cur.children[index] == null){
                cur.children[index] = new TrieNode();
            }
            cur = cur.children[index];
        }
        cur.isEnd = true;
    }

    public boolean dfs(TrieNode node, int index, String word){
        if(index == word.length()){
            return node.isEnd;
        }

        char ch = word.charAt(index);
        if(Character.isLetter(ch)){
            int charIndex = ch - 'a';
            TrieNode child = node.children[charIndex];
            if(child != null && dfs(child, index + 1, word)){
                return true;
            }
        }else{
            // 遍历这一层
            for(int i = 0; i < 26; i++){
                TrieNode child = node.children[i];
                if(child!=null && dfs(child, index + 1, word)){
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
    
    public boolean search(String word) {
        return dfs(root, 0, word);
    }
}

/**
 * Your WordDictionary object will be instantiated and called as such:
 * WordDictionary obj = new WordDictionary();
 * obj.addWord(word);
 * boolean param_2 = obj.search(word);
 */

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Leetcode 648. 单词替换

题目链接

题目说明

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。

代码说明

字节面试题
用前缀树实现的话变动的其实只有查询的方法

class TrieNode{
    TrieNode[] children;
    boolean isEnd;

    public TrieNode(){
        children = new TrieNode[26];
        isEnd = false;
    }
}
class Solution {

    TrieNode root = new TrieNode();

    public void add(String s){
        TrieNode cur = root;
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            char ch = s.charAt(i);
            int index = ch - 'a';
            if(cur.children[index] == null){
                cur.children[index] = new TrieNode();
            }
            cur = cur.children[index];
        }
        cur.isEnd = true;
    }

    public String query(String s){
        // 查找s对应的词根, 如果有就返回词根, 没有找到就返回自己
        TrieNode cur = root;
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            int index = s.charAt(i) - 'a';
            if(cur.children[index] == null) break;
            if(cur.children[index].isEnd) return s.substring(0, i+1);
            cur = cur.children[index];
        }
        return s;
    }



    public String replaceWords(List<String> dictionary, String sentence) {
        for(String str : dictionary){
            add(str);
        } 
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(String word : sentence.split(" ")){
            System.out.println(query(word));
            sb.append(query(word)).append(" ");
        }
        return sb.substring(0, sb.length() -1);

    }
}

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