给定一个 m x n
二维字符网格 board
和一个字符串单词 word
。如果 word
存在于网格中,返回 true
;否则,返回 false
。
单词必须按照字母顺序,通过相邻的单元格内的字母构成,其中“相邻”单元格是那些水平相邻或垂直相邻的单元格。同一个单元格内的字母不允许被重复使用。
例如,在下面的 3×4 的矩阵中包含单词 “ABCCED”(单词中的字母已标出)。
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| 输入:board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCCED" 输出:true
输入:board = [["a","b"],["c","d"]], word = "abcd" 输出:false
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本问题是典型的矩阵搜索问题,可使用 深度优先搜索(DFS)+ 剪枝 解决。
- 深度优先搜索: 可以理解为暴力法遍历矩阵中所有字符串可能性。DFS 通过递归,先朝一个方向搜到底,再回溯至上个节点,沿另一个方向搜索,以此类推。
- 剪枝: 在搜索中,遇到
这条路不可能和目标字符串匹配成功
的情况(例如:此矩阵元素和目标字符不同、此元素已被访问),则应立即返回,称之为 可行性剪枝
。
DFS 解析:
- 递归参数: 当前元素在矩阵
board
中的行列索引 i
和 j
,当前目标字符在 word
中的索引 k
。
- 终止条件:
- 返回 $false$ : (1) 行或列索引越界 或 (2) 当前矩阵元素与目标字符不同 或 (3) 当前矩阵元素已访问过 ( (3) 可合并至 (2) ) 。
- 返回 $true$:
k = len(word) - 1
,即字符串 word
已全部匹配。
- 递推工作:
- 标记当前矩阵元素: 将
board[i][j]
修改为 空字符 ''
,代表此元素已访问过,防止之后搜索时重复访问。
- 搜索下一单元格: 朝当前元素的 上、下、左、右 四个方向开启下层递归,使用
或
连接 (代表只需找到一条可行路径就直接返回,不再做后续 DFS ),并记录结果至 res
。
- 还原当前矩阵元素: 将
board[i][j]
元素还原至初始值,即 word[k]
。
- 返回值: 返回布尔量
res
,代表是否搜索到目标字符串。
使用空字符(Python: ‘’ , Java/C++: ‘\0’ )做标记是为了防止标记字符与矩阵原有字符重复。当存在重复时,此算法会将矩阵原有字符认作标记字符,从而出现错误。
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| class Solution: def exist(self, board, word: str) -> bool: def dfs(i, j, k): if not 0 <= i < len(board) or not 0 <= j < len(board[0]) or board[i][j] != word[k]: return False if k == len(word) - 1: return True print("i {} j {}".format(i,j)) board[i][j] = '' res = dfs(i + 1, j, k + 1) or dfs(i - 1, j, k + 1) or dfs(i, j + 1, k + 1) or dfs(i, j - 1, k + 1) board[i][j] = word[k] return res
for i in range(len(board)): for j in range(len(board[0])): if dfs(i, j, 0): return True return False
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