Leetcode - Word Search

My code:

import java.util.HashSet;

public class Solution {
    private int width = 0;
    private int height = 0;
    public boolean exist(char[][] board, String word) {
        if (board == null)
            return false;
        if (board.length == 0)
            return false;
        if (word == null || word.length() == 0)
            return false;
        width = board[0].length;
        height = board.length;
        HashSet<Integer> isVisited = new HashSet<Integer>();
        for (int i = 0; i < height; i++) {
            for (int j = 0; j < width; j++) {
                boolean ret = helper(i, j, 0, board, word, isVisited);
                if (ret)
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    private boolean helper(int i, int j, int begin, char[][] board, String word, HashSet<Integer> isVisited) {
        if (!isValid(i, j, isVisited))
            return false;
        if (board[i][j] != word.charAt(begin))
            return false;
        if (begin == word.length() - 1)
            return true;
        isVisited.add(i * width + j);
        if (helper(i - 1, j, begin + 1, board, word, isVisited))
            return true;
        if (helper(i + 1, j, begin + 1, board, word, isVisited))
            return true;
        if (helper(i, j - 1, begin + 1, board, word, isVisited))
            return true;
        if (helper(i, j + 1, begin + 1, board, word, isVisited))
            return true;
        isVisited.remove(i * width + j);
        return false;
    }
    
    /**
     * detect whether this location in array is valid. If it is visited, it is invalid
     * @param i row
     * @param j col
     * @param isVisited boolean[][]
     * @return whether it is valid
     */
    private boolean isValid(int i, int j, HashSet<Integer> isVisited) {
        if (i < 0 || i >= height)
            return false;
        if (j < 0 || j >= width)
            return false;
        return !isVisited.contains(i * width + j);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        char[][] board = new char[3][4];
        board[0][0] = 'A';
        board[0][1] = 'B';
        board[0][2] = 'C';
        board[0][3] = 'E';
        
        board[1][0] = 'S';
        board[1][1] = 'F';
        board[1][2] = 'C';
        board[1][3] = 'S';
        
        board[2][0] = 'A';
        board[2][1] = 'D';
        board[2][2] = 'E';
        board[2][3] = 'E';
        
        Solution test = new Solution();
        System.out.println(test.exist(board, "ADFA"));
    }
}

总算是过了测试。一开始我是用一个,
boolean[][] isVisited 数组来做的。然后每次递归,为了避免重复访问同一个元素,我都需要把原布尔数组拷贝一份传入下层递归。四个方向,上下左右,都需要拷贝一下原数组。当原数组无比巨大时,而我的每一次递归又都需要拷贝四次原数组,导致我的时间测试过不了。我在八皇后问题中就是用这个办法做的,现在看来不是很好,或者说,很糟糕。因为数组只是很少的一部分发生了改变,但我需要重新拷贝整个数组。很像是 meng project 中的bitmap, 浪费了大量的内存。
然后我换用了一个HashSet<Integer>, 每次把对应位置的i,j转换为一个特定的index存入hash set。
之后再删除。避免了布尔数组的问题并且可以达到相同的效果。
于是,过了测试。但是时间仍然很高。
然后我看了答案。
发现,我的HashSet在递归前插入元素,递归后删除元素的做法可以再简化。
递归前,设置该元素为board[i][j] = '#', 因为 #不是字母,所以以后的深层递归是无法访问到他的。
递归后,再把他改回来,不要影响其他循环下的递归。

代码如下:

public class Solution {
    private int width = 0;
    private int height = 0;
    public boolean exist(char[][] board, String word) {
        if (board == null)
            return false;
        if (board.length == 0)
            return false;
        if (word == null || word.length() == 0)
            return false;
        width = board[0].length;
        height = board.length;
        for (int i = 0; i < height; i++) {
            for (int j = 0; j < width; j++) {
                boolean ret = helper(i, j, 0, board, word);
                if (ret)
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    private boolean helper(int i, int j, int begin, char[][] board, String word) {
        if (i < 0 || i >= height || j < 0 || j >= width)
            return false;
        if (board[i][j] != word.charAt(begin))
            return false;
        char temp = board[i][j];
        board[i][j] = '#';
        if (begin == word.length() - 1)
            return true;
        if (helper(i - 1, j, begin + 1, board, word))
            return true;
        if (helper(i + 1, j, begin + 1, board, word))
            return true;
        if (helper(i, j - 1, begin + 1, board, word))
            return true;
        if (helper(i, j + 1, begin + 1, board, word))
            return true;
        board[i][j] = temp;
        return false;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        char[][] board = new char[3][4];
        board[0][0] = 'A';
        board[0][1] = 'B';
        board[0][2] = 'C';
        board[0][3] = 'E';
        
        board[1][0] = 'S';
        board[1][1] = 'F';
        board[1][2] = 'C';
        board[1][3] = 'S';
        
        board[2][0] = 'A';
        board[2][1] = 'D';
        board[2][2] = 'E';
        board[2][3] = 'E';
        
        Solution test = new Solution();
        System.out.println(test.exist(board, "ADFA"));
    }
}

http://www.programcreek.com/2014/06/leetcode-word-search-java/

思想其实一直没变过。就是dfs, 不停地往深层递归。就是八皇后问题。
这类问题的统一思想就是,
知道最终的目的是什么,确定停止条件。即什么时候返回true,不再往下递归。
然后,每次递归的时候,往上下左右各个方向扩散,并且判断这些扩散的方向是否有效。他们是否越界了?
他们是否之前已经被访问过了。
如果判断之前是否被访问过了,最简单的做法就是布尔数组,然后再每次深层递归时重新拷贝一份传进去。
但完全可以用HashSet<Integer> 来代替,免去了拷贝的过程,节约了大量的时间。
然后这道题目告诉我们还可以再简化。
将该元素设置为一个不满足再次深层递归条件的元素。这样,深层递归时再次访问到该元素时会自动停止。这样就避免了HashSet操作所带来的消耗。递归结束后,再将该元素恢复到原来的值,避免影响其他循环中的递归。

for (int i = 0; i < height; i++)
    for (int j = 0; j < width; j++)
           helper(...);  // recursive function

**
Anyway, Good luck, Richardo!
**

My code:

public class Solution {
    int row = 0;
    int col = 0;
    public boolean exist(char[][] board, String word) {
        if (board == null || board.length == 0 || board[0].length == 0 || word == null || word.length() == 0) {
            return false;
        }
        
        row = board.length;
        col = board[0].length;
        boolean[][] isVisited = new boolean[row][col];
        
        for (int i = 0; i < row; i++) {
            for (int j = 0; j < col; j++) {
                isVisited[i][j] = true;
                boolean flag = helper(0, word, i, j, board, isVisited);
                isVisited[i][j] = false;
                if (flag) {
                    return true;
                }
            }
        }
        
        return false;
    }
    
    private boolean helper(int position, String word, int i, int j, char[][] board, boolean[][] isVisited) {
        if (position == word.length() - 1) {
            char curr = word.charAt(position);
            if (curr == board[i][j]) {
                return true;
            }
            else {
                return false;
            }
        }
        else {
            char curr = word.charAt(position);
            if (curr == board[i][j]) {
                if (isValid(i + 1, j) && !isVisited[i + 1][j]) {
                    isVisited[i + 1][j] = true;
                    boolean flag = helper(position + 1, word, i + 1, j, board, isVisited);
                    isVisited[i + 1][j] = false;
                    if (flag)
                        return flag;
                }
                if (isValid(i - 1, j) && !isVisited[i - 1][j]) {
                    isVisited[i - 1][j] = true;
                    boolean flag = helper(position + 1, word, i - 1, j, board, isVisited);
                    isVisited[i - 1][j] = false;
                    if (flag)
                        return flag;
                }
                if (isValid(i, j + 1) && !isVisited[i][j + 1]) {
                    isVisited[i][j + 1] = true;
                    boolean flag = helper(position + 1, word, i, j + 1, board, isVisited);
                    isVisited[i][j + 1] = false;
                    if (flag)
                        return flag;
                }
                if (isValid(i, j - 1) && !isVisited[i][j - 1]) {
                    isVisited[i][j - 1] = true;
                    boolean flag = helper(position + 1, word, i, j - 1, board, isVisited);
                    isVisited[i][j - 1] = false;
                    if (flag)
                        return flag;
                }
                return false;
            }
            else {
                return false;
            }
        }
    }
    
    private boolean isValid(int i, int j) {
        if (i >= 0 && i < row && j >= 0 && j < col) {
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }
    
}

这道题目就是dfs,体力活。没什么难度。

Anyway, Good luck, Richardo! -- 09/02/2016

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