问题描述:
Given a string s and a dictionary of words dict, add spaces in s to construct a sentence where each word is a valid dictionary word.
Return all such possible sentences.
For example, given
s = "catsanddog"
,
dict = ["cat", "cats", "and", "sand", "dog"]
.
A solution is ["cats and dog", "cat sand dog"]
.
原问题链接:https://leetcode.com/problems/word-break-ii/
问题分析
关于这个问题的递归推导关系实际上和前一个问题是一样的。对于长度i的字符串来说,它包含的字符串的划分等于所有wordBreak(s.substring(0, j)) + s.substring(j, i)(j >= 0 j < i)。这样,在这个问题里,我们需要在对应s的每个位置设置一个对应的List<String>,这样当后面碰到一个匹配的情况下,我们就将第j个位置的list里的每个元素,和s.substring(j, i)串起来加入到新的列表中。这个新的列表就构成了i位置的列表。
于是我们就有了第一种方法。
动态规划法
有了前面的讨论,我们需要在每个位置建立对应的List<String>,因此在实现的时候可以采用一个Map<Integer, List<String>> map。key表示s里面每个索引的值,value表示每个索引位置对应的list。剩下的就是我们采用类似的两层遍历,建立这个列表。
有了之前的讨论,我们得到的代码如下:
public class Solution { public List<String> wordBreak(String s, Set<String> wordDict) { Map<Integer, List<String>> map = new HashMap<>(); List<String> l = new ArrayList<>(); l.add(""); map.put(0, l); for(int i = 1; i <= s.length(); i++) { List<String> values = new LinkedList<>(); for(int j = 0; j < i; j++) { if(wordDict.contains(s.substring(j, i))) { for(String word: map.get(j)) { values.add((word.isEmpty() ? "" : (word + " ")) + s.substring(j, i)); } } } map.put(i, values); } return map.get(s.length()); } }
这部分代码的时间复杂度达到了O(n ^ 3) 。虽然结果是正确的,但是在字符串比较长的时候容易超时。
改进
我们看前面的方法,它在元素长度比较长而且有很多重复的情况下,会出现有很多的匹配,而这里针对每个匹配,它要在不同的索引下面建立新的列表并且拷贝添加元素进去。这样会消耗大量的时间。而对于之前的情况它的根源在于有很多重复的子串,我们完全可以跳过这些子串去重用它们,而不是每次要构建一个索引位置的串。这些不同索引位置的串中间出现的大量重复才是关键点。
于是,我们可以考虑不是针对索引位置建立列表,而是针对不同的串来建立列表。这样当有重复的子串是,我们根据串所对应的列表来加入对应的元素就可以了。这样节约了一个个拷贝的时间。
从实现的细节来说,我们可以定义一个全局的Map<String, List<String>> map。这里记录某个长度的串所对应的划分。我们从字符串索引1的位置开始,每次判断s.substring(0, i),如果dict包含有这个串,则递归的将当前子串和wordBreak(s.substring(i), dict)的结果加入到当前列表中。当然,我们在函数中会判断map中或者dict中是否已经包含有当前串s了,如果有,就直接返回。
详细的代码实现如下:
public class Solution { Map<String, List<String>> mem = new HashMap<>(); public List<String> wordBreak(String s, Set<String> dict) { if (mem.get(s) != null) return mem.get(s); List<String> result = new ArrayList<>(); if (dict.contains(s)) result.add(s); for (int i = 1; i < s.length(); i++) { String word = s.substring(0, i); if (dict.contains(word)) { List<String> tmp = wordBreak(s.substring(i), dict); for (String str : tmp) { result.add(word + " " + str); } } } mem.put(s, result); return result; } }