425. 单词方块 🔒

题目描述

给定一个单词集合 words （没有重复），找出并返回其中所有的 单词方块 。 words 中的同一个单词可以被 多次 使用。你可以按 任意顺序 返回答案。

一个单词序列形成了一个有效的 单词方块 的意思是指从第 k 行和第 k 列  0 <= k < max(numRows, numColumns) 来看都是相同的字符串。

• 例如，单词序列 ["ball","area","lead","lady"] 形成了一个单词方块，因为每个单词从水平方向看和从竖直方向看都是相同的。

 

示例 1：

输入：words = ["area","lead","wall","lady","ball"]
输出: [["ball","area","lead","lady"],
["wall","area","lead","lady"]]
解释：
输出包含两个单词方块，输出的顺序不重要，只需要保证每个单词方块内的单词顺序正确即可。 

示例 2：

输入：words = ["abat","baba","atan","atal"]
输出：[["baba","abat","baba","atal"],
["baba","abat","baba","atan"]]
解释：
输出包含两个单词方块，输出的顺序不重要，只需要保证每个单词方块内的单词顺序正确即可。 

 

提示:

• 1 <= words.length <= 1000
• 1 <= words[i].length <= 4
• words[i] 长度相同
• words[i] 只由小写英文字母组成
• words[i] 都 各不相同

解法

方法一：前缀树 + DFS

根据已添加单词确定下一个单词的前缀，继续进行搜索。

比如已经添加了两个单词 \(ball\) 和 \(area\)，要添加下一个单词，我们首先要获取下一个单词的前缀，第一个字母是第一个单词的第三个位置 \(l\)，第二个字母是第二个单词的第三个位置 \(e\)，这样就构成了前缀 \(le\)。然后找出所有前缀为 \(le\) 的单词，作为下一个单词。

Python3JavaGo

class Trie:
    def __init__(self):
        self.children = [None] * 26
        self.v = []

    def insert(self, w, i):
        node = self
        for c in w:
            idx = ord(c) - ord('a')
            if node.children[idx] is None:
                node.children[idx] = Trie()
            node = node.children[idx]
            node.v.append(i)

    def search(self, w):
        node = self
        for c in w:
            idx = ord(c) - ord('a')
            if node.children[idx] is None:
                return []
            node = node.children[idx]
        return node.v


class Solution:
    def wordSquares(self, words: List[str]) -> List[List[str]]:
        def dfs(t):
            if len(t) == len(words[0]):
                ans.append(t[:])
                return
            idx = len(t)
            pref = [v[idx] for v in t]
            indexes = trie.search(''.join(pref))
            for i in indexes:
                t.append(words[i])
                dfs(t)
                t.pop()

        trie = Trie()
        ans = []
        for i, w in enumerate(words):
            trie.insert(w, i)
        for w in words:
            dfs([w])
        return ans

class Trie {
    Trie[] children = new Trie[26];
    List<Integer> v = new ArrayList<>();

    void insert(String word, int i) {
        Trie node = this;
        for (char c : word.toCharArray()) {
            c -= 'a';
            if (node.children[c] == null) {
                node.children[c] = new Trie();
            }
            node = node.children[c];
            node.v.add(i);
        }
    }

    List<Integer> search(String pref) {
        Trie node = this;
        for (char c : pref.toCharArray()) {
            c -= 'a';
            if (node.children[c] == null) {
                return Collections.emptyList();
            }
            node = node.children[c];
        }
        return node.v;
    }
}

class Solution {
    private Trie trie = new Trie();
    private String[] words;
    private List<List<String>> ans = new ArrayList<>();

    public List<List<String>> wordSquares(String[] words) {
        this.words = words;
        for (int i = 0; i < words.length; ++i) {
            trie.insert(words[i], i);
        }

        List<String> t = new ArrayList<>();
        for (String w : words) {
            t.add(w);
            dfs(t);
            t.remove(t.size() - 1);
        }
        return ans;
    }

    private void dfs(List<String> t) {
        if (t.size() == words[0].length()) {
            ans.add(new ArrayList<>(t));
            return;
        }
        int idx = t.size();
        StringBuilder pref = new StringBuilder();
        for (String x : t) {
            pref.append(x.charAt(idx));
        }
        List<Integer> indexes = trie.search(pref.toString());
        for (int i : indexes) {
            t.add(words[i]);
            dfs(t);
            t.remove(t.size() - 1);
        }
    }
}

type Trie struct {
    children [26]*Trie
    v        []int
}

func newTrie() *Trie {
    return &Trie{}
}
func (this *Trie) insert(word string, i int) {
    node := this
    for _, c := range word {
        c -= 'a'
        if node.children[c] == nil {
            node.children[c] = newTrie()
        }
        node = node.children[c]
        node.v = append(node.v, i)
    }
}
func (this *Trie) search(word string) []int {
    node := this
    for _, c := range word {
        c -= 'a'
        if node.children[c] == nil {
            return []int{}
        }
        node = node.children[c]
    }
    return node.v
}

func wordSquares(words []string) [][]string {
    trie := newTrie()
    for i, w := range words {
        trie.insert(w, i)
    }
    ans := [][]string{}
    var dfs func([]string)
    dfs = func(t []string) {
        if len(t) == len(words[0]) {
            cp := make([]string, len(t))
            copy(cp, t)
            ans = append(ans, cp)
            return
        }
        idx := len(t)
        pref := []byte{}
        for _, v := range t {
            pref = append(pref, v[idx])
        }
        indexes := trie.search(string(pref))
        for _, i := range indexes {
            t = append(t, words[i])
            dfs(t)
            t = t[:len(t)-1]
        }
    }
    for _, w := range words {
        dfs([]string{w})
    }
    return ans
}

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