普林斯顿算法课Part2第四周作业

作业地址：http://coursera.cs.princeton.edu/algs4/assignments/boggle.html

作业难点：

1、如何保证求解速度，满分要求是求解速度 >= 0.5 * 参考速度，约在5000次/5s。

　　1）最直观的算法思想：要明确查找单词即为对一个游戏板（board）上的一个顶点向8个方向进行深度优先遍历，在遍历过程中查找单词是否在词典中，将在词典中的单词记录保存下来。为顺利找出所有满足条件的单词，可以使用广度、深度优先遍历该顶点。重复遍历完所有顶点即可找出在词典中的所有单词。

　　2）根据算法思想构建数据结构：游戏板-board[][]一个二维数组，构建词典使用教材提及的TST（三叉单词查找树）或者Trie（单词查找树），保存已找出的单词（因为按题目要求重复单词只保留一个）使用HashSet，遍历方法采用dfs（深度优先搜索）方法。

　　3）根据dfs原理构建算法求解，使用marked[][]标记已访问的顶点，使用TST构建词典，求解速度约在2500次/5s，需要优化。

　　4）为避免回溯过程中重复查找单词树，为TST新增一个hasPrefix(String key)函数（查找单词树中是否包含key前缀），返回TST的Node类型：root——未查找到，非root——查找到。因为返回的是Node，所以每次只需查找Node以后的枝叶即可，key也即board[i][j]的字母即可。此时，求解速度约在3500次/5s，需要优化。

　　5）弃用TST，改用Trie构建词典，修改hasPrefix()函数为getNext(String key)函数，此时求解速度上次到6500次/5s，可以满分，离参考值还有一段距离。

　　6）因为查找的过程中存在重复单词，所以在开始的时候使用HashSet来保存找到的单词，存在查找重复单词并将其重复插入的情况。为避免对重复单词进行多次处理，设置处理过的单词的val值为-1，并记录该节点的位置，将其保存下来，在处理的最后对节点的val进行恢复。没有了重复单词，也就不需要HashSet来保存查找到的单词，使用简单的链表来保存即可，保存单词的速度更快。此时求解速度可以上升到10000次/5s。

容易扣分点：

同作业难点。

部分代码：

1、数据结构：

    private Trie dict;private String[][] gameStr;private Bag<String> words;       // found wordsprivate Bag<Trie.Node> nodes;    // nodes of found wordsprivate static class Trie {private static int R = 26;   // Radix, English alphabetprivate static final int OFFSET = 'A';         public Node root;class Node {int val;Node[] next = new Node[R];}     }

2、getAllValidWords(BoggleBoard board)：

    public Iterable<String> getAllValidWords(BoggleBoard board) {words = new Bag<String>();nodes = new Bag<Trie.Node>();int col = board.cols(), row = board.rows();  boolean[][] marked = new boolean[row][col];gameStr = new String[row][col];  for (int i = 0; i < row; i++)for (int j = 0; j < col; j++) gameStr[i][j] = representQ(i, j, board);for (int i = 0; i < row; i++) {for (int j = 0; j < col; j++) {    Trie.Node pNode = dict.getNext(dict.root, gameStr[i][j]);if (pNode != null)dfs(board, marked, i, j, pNode, gameStr[i][j]);}}for (Trie.Node n : nodes)n.val = 1;return words;}private void dfs(BoggleBoard board, boolean[][] marked,int x, int y, Trie.Node pNode, String preStr) {  marked[x][y] = true;  String curStr;int xNeighbor, yNeighbor;Trie.Node queryNode;if (pNode.val == 1 && preStr.length() > 2) {words.add(preStr);nodes.add(pNode);pNode.val = -1;}for (int i = 0; i < XDELTA.length; i++) {xNeighbor = x + XDELTA[i];yNeighbor = y + YDELTA[i];if (validPos(xNeighbor, yNeighbor, board)&& !marked[xNeighbor][yNeighbor]) {queryNode = dict.getNext(pNode, gameStr[xNeighbor][yNeighbor]);if (queryNode != null) {curStr = preStr + gameStr[xNeighbor][yNeighbor];dfs(board, marked, xNeighbor, yNeighbor, queryNode, curStr);}}}marked[x][y] = false;}

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转载于:https://www.cnblogs.com/notTao/p/6389629.html

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