【双指针, 前缀树, API, STL】检查单词是否为句中其他单词的前缀

题目

1455. 检查单词是否为句中其他单词的前缀

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给你一个字符串 sentence 作为句子并指定检索词为 searchWord ，其中句子由若干用 单个空格 分隔的单词组成。请你检查检索词 searchWord 是否为句子 sentence 中任意单词的前缀。

如果 searchWord 是某一个单词的前缀，则返回句子 sentence 中该单词所对应的下标（下标从 1 开始）。如果 searchWord 是多个单词的前缀，则返回匹配的第一个单词的下标（最小下标）。如果 searchWord 不是任何单词的前缀，则返回 -1 。

字符串 s 的 前缀 是 s 的任何前导连续子字符串。

示例 1：

输入：sentence = "i love eating burger", searchWord = "burg"
输出：4
解释："burg" 是 "burger" 的前缀，而 "burger" 是句子中第 4 个单词。

示例 2：

输入：sentence = "this problem is an easy problem", searchWord = "pro"
输出：2
解释："pro" 是 "problem" 的前缀，而 "problem" 是句子中第 2 个也是第 6 个单词，但是应该返回最小下标 2 。

示例 3：

输入：sentence = "i am tired", searchWord = "you"
输出：-1
解释："you" 不是句子中任何单词的前缀。

提示：

• 1 <= sentence.length <= 100
• 1 <= searchWord.length <= 10
• sentence 由小写英文字母和空格组成。
• searchWord 由小写英文字母组成。

解题

方法一：Java API(split() + startsWith())

思路

如果用上 Java API，那这题就再简单不过了：

直接把字符串按照空格分割(split())为字符串数组然后遍历数组，如果某个元素以 serachWord 为前缀(startWith())，那么就直接返回对应下标加一。遍历完成后还没返回说明没有符合的单词，直接返回 -1。

代码

class Solution {
    public int isPrefixOfWord(String sentence, String searchWord) {
        String[] words = sentence.split(" ");
        for (int i = 0; i < words.length; ++i) {
            if (words[i].startsWith(searchWord)) return i + 1;
        }
        return -1;
    }
}

方法二：双指针 Java API / C++ STL

思路

由于 C++ 没有像 Java 那么好用的用来分割字符串 API(split())，所以我们来自己实现一个。

也很简单，维护一个计数(count)表示目前单词的位置，两个指针：一个应该指向单词开头(start / begin)，另一个应该指向单词结尾的下一个字符(也就是空格)(end)。初始化前指针指向 s[0]，后指针指向下一个字符(毕竟单词再短也至少有一个字符)，然后开始遍历：

对于每一次循环，后指针先向后推找到最近的一个空格，那么 $[begin / start, end)$ 就是一个单词，判断这个单词前缀是否含有 searchWord 如果有就直接返回计数，否则计数自增，前指针和后指针都移动到后指针的下一个元素上继续下一次遍历。

这里判断前缀可以使用 Java API(startWith()) 或 C++ STL(find())(如果在字串中找到前缀的位置为 0 那就说明包含前缀)。也可以写个方法一个字符一个字符比较。

代码

class Solution {
public:
    int isPrefixOfWord(string sentence, string search_word) {
        int count = 1;
        for (auto begin = sentence.begin(), end = begin + 1; begin < sentence.end();) {
            while (end < sentence.end() && *end != ' ') ++end;
            string word(begin, end);
            if (word.find(search_word) == 0) return count;
            ++count;
            begin = ++end;
        }
        return -1;
    }
};

isSectionValid() 用来判断前缀是否存在于该字串。

class Solution {
    char[] sentence, searchWord;
    int searchWordLen;

    public int isPrefixOfWord(String _sentence, String _searchWord) {
        sentence = _sentence.toCharArray();
        searchWord = _searchWord.toCharArray();
        int n = sentence.length;
        searchWordLen = searchWord.length;
        for (int start = 0, end = 1, count = 1; start < n;) {
            while (end < n && sentence[end] != ' ') ++end;
            if (isSectionValid(start, end)) return count;
            ++count;
            start = ++end;
        }
        return -1;
    }

    boolean isSectionValid(int start, int end) {
        if (end - start < searchWordLen) return false;
        for (int i = 0; i < searchWordLen; ++i) {
            if (sentence[start + i] != searchWord[i]) return false;
        }
        return true;
    }
}

方法三：双指针 前缀树(字典树)

思路

要想把这题变得更复杂一点的话(虽然它本身只是个简单题)就上前缀树(Trie)吧。

具体前缀树的作用和实现见：【前缀树】实现 Trie (前缀树)。

(当然，再往复杂处用 KMP 什么的做也可以，但是没必要了)

(这题我看到单词前缀就想都没想上前缀树了，后来才看到解题里大家都是用 API 直接做的 ヽ(*。>Д<)o゜)

代码

class Trie {
public:
    bool is_end;
    Trie* children[26];

    Trie() : is_end(false) {
        for (int i = 0; i < 26; ++i) children[i] = nullptr;
    }

    void insert(string& word) {
        Trie* node = this;
        for (char ch : word) {
            int idx = ch - 'a';
            if (!node->children[idx]) node->children[idx] = new Trie();
            node = node->children[idx];
        }
        node->is_end = true;
    }

    Trie* searchPrefix(string& word) {
        Trie* node = this;
        for (char ch : word) {
            int idx = ch - 'a';
            if (!node->children[idx]) return nullptr;
            node = node->children[idx];
        }
        return node;
    }

    bool startsWith(string& word) {
        return searchPrefix(word);
    }
};

class Solution {
public:
    int isPrefixOfWord(string sentence, string search_word) {
        Trie trie;
        int count = 1;
        for (auto begin = sentence.begin(), end = begin + 1; begin < sentence.end();) {
            while (end < sentence.end() && *end != ' ') ++end;
            string word(begin, end);
            trie.insert(word);
            if (trie.startsWith(search_word)) return count;
            ++count;
            begin = ++end;
        }
        return -1;
    }
};

class Solution {
    public int isPrefixOfWord(String sentence, String searchWord) {
        String[] words = sentence.split(" ");
        Trie trie = new Trie();
        for (int i = 0; i < words.length; ++i) {
            trie.insert(words[i]);
            if (trie.startsWith(searchWord)) return i + 1;
        }
        return -1;
    }

    static class Trie {
        boolean isEnd;
        Trie[] children;

        public Trie() {
            isEnd = false;
            children = new Trie[26];
        }

        void insert(String word) {
            Trie node = this;
            for (char ch : word.toCharArray()) {
                int idx = ch - 'a';
                if (node.children[idx] == null) node.children[idx] = new Trie();
                node = node.children[idx];
            }
            node.isEnd = true;
        }

        Trie searchPrefix(String word) {
            Trie node = this;
            for (char ch : word.toCharArray()) {
                int idx = ch - 'a';
                if (node.children[idx] == null) return null;
                node = node.children[idx];
            }
            return node;
        }

        boolean startsWith(String word) {
            return searchPrefix(word) != null;
        }
    }
}