如何找出字典中的兄弟单词

1. 给定一个单词a，如果通过交换单词中字母的顺序可以得到另外的单词b，那么定义b是a的兄弟单词，例如单词army和mary互为兄弟单词。现在给定一个字典，用户输入一个单词，如何根据字典找出这个单词有哪些兄弟单词？要求时间和空间效率尽可能的高。【2012年百度实习生招聘笔试题】

 

思路一：使用trie树。

在字典树的前缀中再存储一个vector结构的容器：

 struct word
 {
     vector<string> brother;    // 用于保存每个单词的兄弟单词
     word *next[26];            // 字典树中每个节点代表一个字符，并指向下一个字符
 };

如上述数据结构所示，字典树的建立是在预处理阶段完成的，首先根据字典中的单词来建立字典树，建立的时候，需要稍微特殊处理一下，就是比如pots、stop和tops互为兄弟单词，那么在字典中按照首字母顺序的话，应该先遇到pots单词，那么我首先对其进行排序，结果是opts，那么字典树中就分别建立4个节点，分别为o->p->t->s，当然这个是不同层次的，在节点s处的vector容器brother中添加单词pots，遇到stop的时候，同样的方法，排序是opts，此时发现这4个节点已经建立了，那么只需要在第四个节点s处的vector容器brother中添加单词stop，tops单词的处理方法是同样的。

     这样建立完字典树后，查询兄弟单词的效率就会很高了，比哈希的效率还要高；查到tops的兄弟的单词的时候，首先排序，那么就是opts，然后在字典树中查找opts，在s处将其vector容器brother中的的单词输出就是tops的所有兄弟单词。

 

思路二：使用hash_map和链表。 

首先定义一个key，使得兄弟单词有相同的key，不是兄弟的单词有不同的key。例如，将单词按字母从小到大重新排序后作为其key，比如bad的key为abd，good的key为dgoo。 
使用链表将所有兄弟单词串在一起，hash_map的key为单词的key，value为链表的起始地址。 
开始时，先遍历字典，将每个单词都按照key加入到对应的链表当中。当需要找兄弟单词时，只需求取这个单词的key，然后到hash_map中找到对应的链表即可。 
这样创建hash_map时时间复杂度为O(n)，查找兄弟单词时时间复杂度是O(1)。

 

思路三：同样使用hash_map和链表。

将每一个字母对应一个质数，然后让对应的质数相乘，将得到的值进行hash，这样兄弟单词的值就是一样的了，并且不同单词的质数相乘积肯定不同。

使用链表将所有兄弟单词串在一起，hash_map的key为单词的质数相乘积，value为链表的起始地址。

对于用户输入的单词进行计算，然后查找hash，将链表遍历输出就得到所有兄弟单词。

这样创建hash_map时时间复杂度为O(n)，查找兄弟单词时时间复杂度是O(1)。