676.实现一个魔法字典

目标

设计一个使用单词列表进行初始化的数据结构,单词列表中的单词 互不相同 。 如果给出一个单词,请判定能否只将这个单词中一个字母换成另一个字母,使得所形成的新单词存在于你构建的字典中。

实现 MagicDictionary 类:

  • MagicDictionary() 初始化对象
  • void buildDict(String[] dictionary) 使用字符串数组 dictionary 设定该数据结构,dictionary 中的字符串互不相同
  • bool search(String searchWord) 给定一个字符串 searchWord ,判定能否只将字符串中 一个 字母换成另一个字母,使得所形成的新字符串能够与字典中的任一字符串匹配。如果可以,返回 true ;否则,返回 false 。

示例:

输入
["MagicDictionary", "buildDict", "search", "search", "search", "search"]
[[], [["hello", "leetcode"]], ["hello"], ["hhllo"], ["hell"], ["leetcoded"]]
输出
[null, null, false, true, false, false]

解释
MagicDictionary magicDictionary = new MagicDictionary();
magicDictionary.buildDict(["hello", "leetcode"]);
magicDictionary.search("hello"); // 返回 False
magicDictionary.search("hhllo"); // 将第二个 'h' 替换为 'e' 可以匹配 "hello" ,所以返回 True
magicDictionary.search("hell"); // 返回 False
magicDictionary.search("leetcoded"); // 返回 False

说明:

  • 1 <= dictionary.length <= 100
  • 1 <= dictionary[i].length <= 100
  • dictionary[i] 仅由小写英文字母组成
  • dictionary 中的所有字符串 互不相同
  • 1 <= searchWord.length <= 100
  • searchWord 仅由小写英文字母组成
  • buildDict 仅在 search 之前调用一次
  • 最多调用 100 次 search

思路

实现这样一个数据结构,初始化一个单词列表,查询 给定单词修改一个字母(修改的字母与原字母不能相同)后是否位于字典中。言外之意,要在字典中查找长度相同,但字母有一个不同的单词。

如何判断两个长度 相等 的字符串之间是否只有一个字母不同?直接的想法是逐个字母比较,并记录不同字母的个数,最坏情况下查询的时间复杂度是 O(mn),m为被查单词的平均长度,n为单词列表长度。

一个更好的想法是构建一颗字典树,这样只需沿着给定单词的路径去查找而无需与字典中单词一一比较,最坏的情况是第一个字母就不同,这样得遍历字典中同级的其它字母下的子树共|Σ|个,时间复杂度降为O(|Σ|m)。最好的情况就是单词的最后一个字母不同,时间复杂度为O(m)。

针对本题的数据范围以及调用次数,暴力解法就足够了,字典树反而体现不出优势。

代码

/**
 * @date 2024-08-12 9:08
 */
public class MagicDictionary676 {

    private String[] dictionary;

    public MagicDictionary676() {

    }

    public void buildDict(String[] dictionary) {
        this.dictionary = dictionary;
    }

    public boolean search(String searchWord) {
        for (String word : dictionary) {
            int length = searchWord.length();
            if (word.length() != length) {
                continue;
            }
            int cnt = 0;
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                if (word.charAt(i) != searchWord.charAt(i)) {
                    cnt++;
                }
                if (cnt > 1) {
                    // 提前结束比较,效率有明显提升
                    break;
                }
            }
            if (cnt == 1) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

}

性能