leetCode_Add and Search Word - Data structure design

题意：设计一个数据结构，支持addWord和searchWord两种方法，其中searchWord支持通配符（‘.’）

解法：我自己想出来有三种解法，前两种超时（所以就不贴代码了），后一种虽然时间比较长，但是过了，我再搜索有没有更好的方法，然后补充上去。

       若是没有通配符，那么非常简单，建立一个trie树就行了。难就难在有通配符的。

       解法一：最直接的想法，有几个通配符就递归几层。我一开始看题目中的tag里有递归，我还以为就这样递归就行了。哎，我实在是太天真了。果然超时。(这儿写错了，因为我的代码写错了，一开始的代码根本就没搜trie树，必然会超时)。改进过得代码如下，是正确的。要注意有几处当函数的值为true才返回，false不返回上一层的写法如下：

class TrieNode {
public:
int tag;
TrieNode *next[26];
// Initialize your data structure here.
TrieNode() {
int i;
for(i=0;i<26;i++) next[i]=NULL;
tag=0;
}
};

class WordDictionary {
public:
WordDictionary()
{
root=new TrieNode();
}

// Adds a word into the data structure.
void addWord(string word) {
int i;
TrieNode *temp=root;
for(i=0;i<word.length();i++)
{
if(temp->next[word[i]-'a']==NULL) temp->next[word[i]-'a']=new TrieNode();
temp=temp->next[word[i]-'a'];
}
temp->tag=1;
}

// Returns if the word is in the data structure. A word could
// contain the dot character '.' to represent any one letter.
bool search(string word) {
return searchAWord(word,0,root);
}

bool searchAWord(string word,int cindex,TrieNode * temp)
{
if(temp==NULL) return false;
if(cindex==word.length()) return temp->tag==1;
if(word[cindex]=='.')
{
for(int i=0;i<26;i++)
{
if(temp->next[i]!=NULL&&searchAWord(word,cindex+1,temp->next[i])) return true;
}
}
else
{
if(temp->next[word[cindex]-'a']!=NULL&&searchAWord(word,cindex+1,temp->next[word[cindex]-'a']))
return true;
}
return false;
}
private:
TrieNode * root;
};

       解法二：略改进的想法。我们观察字典里的所有词，看看每一个位置上都有哪些字母出现。这样遍历每一个通配符的时候就不用26个字母都遍历了，感觉是一种取巧的方法。但是显然，当每个单词的每一位字母差别都比较大的时候，这种方法的时间复杂度和第一种是一样的。也超时。（本质上和第一种一样）

       解法三：这种方法过了。我们维护两个队列：一个队列是trie树，一个队列（index）是目前比较到第几个字母了。首先先把整颗trie树放进去，同时另一个队列放入0。然后取出trie数，看看与index是否能匹配，如果能匹配，就把下一层index那个节点为树根的trie树全放进去。如果遇到通配符，则把下一层的所有节点都拆开成trie树，放进去。当index和word .length()相等时：如word[length-1]为通配符，只要这个根节点的结束标志位1就可以；如果不是，则还要保证这个单词对应的字母和最后一个单词的字母相等。（这好像是我写过的最长的话了，呵呵）。上代码：

class TrieNode
{
public:
int tag;
TrieNode *next[26];
int letter;
TrieNode(int c)
{
int i;
for(i=0; i<26; i++) next[i]=NULL;
tag=0;
this->letter=c;
}
};

class WordDictionary
{
public:
WordDictionary()
{
root=new TrieNode(-1);
}

// Adds a word into the data structure.
void addWord(string word)
{
int i;
TrieNode *temp=root;

for(i=0; i<word.length(); i++)
{
if(temp->next[word[i]-'a']==NULL)
{
TrieNode *ww=new TrieNode(word[i]-'a');
temp->next[word[i]-'a']=ww;
}
temp=temp->next[word[i]-'a'];
if(i==word.length()-1) temp->tag=1;
}
}

// Returns if the word is in the data structure. A word could
// contain the dot character '.' to represent any one letter.
bool search(string word)
{
queue<TrieNode *> tries;
queue<int> indexes;
int i,index,j;
TrieNode * temp;
if(root!=NULL)
{
tries.push(root);
indexes.push(0);
}
while(!tries.empty())
{
int i;
temp=tries.front();
index=indexes.front();
tries.pop();
indexes.pop();
if(index==word.length())
{
if(word[index-1]=='.'&&temp->tag==1) return true;
else if(word[index-1]!='.'&&word[index-1]-'a'==temp->letter&&temp->tag==1)
return true;
}
else if(index<word.length())
{
if(word[index]!='.')
{
if(temp->next[word[index]-'a']!=NULL)
{
tries.push(temp->next[word[index]-'a']);
indexes.push(index+1);
}
}
else
{
for(i=0; i<26; i++)
{
if(temp->next[i]!=NULL)
{
tries.push(temp->next[i]);
indexes.push(index+1);
}
}
}
}

}
return false;
}

private:
TrieNode * root;
};

我不知道有没有更好的方法，还想再搜索搜索看看。如果有的话，会及时补充的。加油~！再过一周就要科目三了，希望能顺利，虽然掉头还不会。