Python中的单词阶梯问题

2025年1月5日 | 阅读 7 分钟

假设我们有一个字典。此外,我们还有两个单词;让这两个单词是A和B。在这个问题中,我们必须找到从A到B的最小链,如果存在,则返回这个最小链的长度。链应该这样形成:链中的相邻项,例如,在链A Þ C Þ B中,单词A和C是相邻的,并且它们的差异不超过一个字符。我们还必须确保链中的每个单词都必须是有效的单词。通过检查单词是否存在于字典中,我们可以确保单词是否有效。我们可以假设单词B存在于字典中,并且每个单词的长度都相同。

让我们看一些例子来理解这个问题。

输入:字典 = ["hot", "dot", "dog", "lot", "log", "cog"],开始 = "hit",目标 = "cog"

输出 5

方法 - 1

在第一种方法中,我们将使用广度优先搜索算法来解决这个问题。我们在BFS算法中使用队列数据结构。因此,我们将从起始单词开始,并将该单词推入队列以初始化队列。我们将使用BFS算法遍历字典,直到返回BFS的当前级别,这将是链的长度。在BFS的每个级别,我们都可以访问当前单词可以转换到的所有单词。因此,当我们遇到目标元素时,它将是通过最短的链。

让我们看看该方法的算法:

  • 我们将初始化一个队列并将起始单词传递给它。
  • 然后,我们将启动一个while循环,该循环将一直运行,直到队列中有元素或我们尚未遇到目标单词。
  • 我们将遍历当前单词的每个相邻单词,并将这些相邻单词推入我们的队列。
  • 我们将继续此过程,直到队列不为空或我们已到达目标单词。
  • 如果循环在未中断的情况下结束,则意味着我们无法使用起始单词到达目标单词;因此,我们将返回False。

让我们看看Python代码。

代码

输出

The length of the shortest possible chain is: 5

时间复杂度:对于BFS,我们正在对字典执行嵌套循环。因此,此循环的时间复杂度是非线性的。因此,它是O(N2),其中N是字典的长度。对于这个嵌套循环,我们正在迭代单词的字符;因此,除了N2之外,还有单词长度的一个或多个分量。因此,最终时间复杂度为O(N² * M),其中M是字符串的长度。

空间复杂度:此方法空间复杂度为O(M * N)

方法 - 2

在此方法中,我们将创建从我们开始时的原始单词到所有中间单词之间的映射。

让我们看看这种方法是如何工作的。在此方法中,我们将首先找到给定起始单词与字典中存在的单词之间的中间单词。我们将创建一个中间单词与包含原始单词字符的列表之间的映射。例如,如果我们有单词“Hot”,该单词的中间单词是“*ot”、“H*t”和“Ho*”。然后,我们将以起始单词作为起始单词执行BFS遍历。在BFS遍历的队列中,我们将添加起始单词和距离起始单词的距离对。这样,最后,距离就是我们的答案。

代码

输出

The length of the shortest possible chain is: 5

时间复杂度:在此方法中,我们运行一个嵌套循环,因此时间复杂度将是非线性的。此外,我们正在迭代单词的字符;因此,最终时间复杂度将为O(N² * M),其中N是字典的长度,M是字符串的长度。

空间复杂度:此方法也使用O(M * N)的空间复杂度,因为我们使用此空间来存储单词并创建映射。