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【数据结构-字典树】力扣211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计

article 2025/2/4 7:19:57

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

字典树

class WordDictionary {
private:
    bool isEnd;
    vector<WordDictionary*> children;

public:
    WordDictionary(): children(26, nullptr), isEnd(false) {}
    
    bool searchHelper(string& word, int index){
        WordDictionary* node = this;
        for(int i = index; i < word.size(); i++){
            char ch = word[i];
            if(ch == '.'){
                for(WordDictionary* child : node->children){
                    if(child && child->searchHelper(word, i + 1)){
                        return true;
                    }
                }
                return false;
            }else{
                ch -= 'a';
                if(node->children[ch] == nullptr){
                    return false;
                }
                node = node->children[ch];
            }
        }
        return node->isEnd;
    }

    void addWord(string word) {
        WordDictionary* node = this;
        for(char ch : word){
            ch -= 'a';
            if(node->children[ch] == nullptr){
                node->children[ch] = new WordDictionary();
            }
            node = node->children[ch];
        }
        node->isEnd = true;
    }
    
    bool search(string word) {
        return searchHelper(word, 0);
    }
};

这道题对比传统的字典树，在search的时候可能会遇到’.‘来代替任何一个字符。所以当遇到’.‘的时候，我们就遍历当前节点的所有children，也就是代表’.‘被当成了任意一个字符，然后开始遍历。要注意的是在递归的时候，需要调用child->searchHelper，这是因为child代表的是’.‘代替的字符，这样递归的时候node才能指向正确的位置，如果递归返回的是true，那么说明将’.‘替换成child字符是可行的，如果所有替换成任意child都不可行，那么返回false。当遍历的字符不是’.'点时候，就是正常字典树的search流程。

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