# 79. 单词搜索
# 题目描述
给定一个 m x n 二维字符网格 board 和一个字符串单词 word 。如果 word 存在于网格中,返回 true ;否则,返回 false 。
单词必须按照字母顺序,通过相邻的单元格内的字母构成,其中"相邻"单元格是那些水平相邻或垂直相邻的单元格。同一个单元格内的字母不允许被重复使用。
示例 1:
输入:board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCCED"
输出:true
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示例 2:
输入:board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "SEE"
输出:true
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示例 3:
输入:board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCB"
输出:false
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提示:
m == board.lengthn = board[i].length1 <= m, n <= 61 <= word.length <= 15board和word仅由大小写英文字母组成
进阶:你可以使用搜索剪枝的技术来优化解决方案,使其在 board 更大的情况下可以更快解决问题?
# 思路
这道题一看就是回溯算法的经典应用。
在二维网格中搜索路径,需要尝试四个方向,如果当前路径不行,就回退,尝试其他路径。
# 回溯三部曲
1. 递归函数参数
需要传入:
- 当前坐标
(i, j) - 当前匹配到word的第几个字符
index
2. 递归终止条件
- 如果
index == word.length(),说明所有字符都匹配成功,返回true - 如果当前坐标越界,或者当前字符不匹配,或者当前位置已经访问过,返回false
3. 单层搜索逻辑
从当前位置出发,尝试上下左右四个方向:
- 标记当前位置为已访问
- 递归搜索下一个字符
- 如果找到了,直接返回true
- 如果没找到,回溯:取消当前位置的访问标记
# 怎么标记访问过的位置?
有两种方法:
- 用一个
visited数组记录 - 直接修改
board,把访问过的字符改成特殊字符(比如'#'),回溯时再改回来
方法2更省空间,代码中采用这种方式。
# 从哪里开始搜索?
需要遍历整个网格,把每个位置都作为起点尝试一遍。
# 模拟过程
以 board = [["A","B","C","E"],["S","F","C","S"],["A","D","E","E"]], word = "ABCCED" 为例:
从 (0,0) 开始搜索,找到完整路径:
- (0,0) A → (0,1) B → (0,2) C → (1,2) C → (2,2) E → (2,1) D
关键点:
- 回溯三步:标记(改为#)→ 递归搜索 → 恢复
- 四个方向搜索:上下左右
- 用修改原数组的方式标记访问,省空间
# 解题代码
class Solution {
private:
int m, n;
bool backtracking(vector<vector<char>>& board, string& word, int i, int j, int index) {
// 递归终止条件:所有字符都匹配成功
if (index == word.size()) return true;
// 边界检查 + 字符不匹配 + 已访问过
if (i < 0 || i >= m || j < 0 || j >= n ||
board[i][j] != word[index] || board[i][j] == '#') {
return false;
}
// 标记当前位置为已访问
char temp = board[i][j];
board[i][j] = '#';
// 向四个方向搜索
bool found = backtracking(board, word, i + 1, j, index + 1) || // 下
backtracking(board, word, i - 1, j, index + 1) || // 上
backtracking(board, word, i, j + 1, index + 1) || // 右
backtracking(board, word, i, j - 1, index + 1); // 左
// 回溯:恢复现场
board[i][j] = temp;
return found;
}
public:
bool exist(vector<vector<char>>& board, string word) {
m = board.size();
n = board[0].size();
// 遍历每个位置作为起点
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (backtracking(board, word, i, j, 0)) {
return true;
}
}
}
return false;
}
};
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# 复杂度分析
- 时间复杂度:O(m × n × 4^L),其中L是word的长度。最坏情况下,每个位置都要尝试,每次尝试最多向四个方向递归L层
- 空间复杂度:O(L),递归调用栈的深度
# 其他语言
# Python3
class Solution:
def exist(self, board: List[List[str]], word: str) -> bool:
m, n = len(board), len(board[0])
def backtracking(i, j, index):
# 递归终止条件:所有字符都匹配成功
if index == len(word):
return True
# 边界检查 + 字符不匹配 + 已访问过
if i < 0 or i >= m or j < 0 or j >= n or \
board[i][j] != word[index] or board[i][j] == '#':
return False
# 标记当前位置为已访问
temp = board[i][j]
board[i][j] = '#'
# 向四个方向搜索
found = (backtracking(i + 1, j, index + 1) or # 下
backtracking(i - 1, j, index + 1) or # 上
backtracking(i, j + 1, index + 1) or # 右
backtracking(i, j - 1, index + 1)) # 左
# 回溯:恢复现场
board[i][j] = temp
return found
# 遍历每个位置作为起点
for i in range(m):
for j in range(n):
if backtracking(i, j, 0):
return True
return False
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# Java
class Solution {
private int m, n;
public boolean exist(char[][] board, String word) {
m = board.length;
n = board[0].length;
// 遍历每个位置作为起点
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (backtracking(board, word, i, j, 0)) {
return true;
}
}
}
return false;
}
private boolean backtracking(char[][] board, String word, int i, int j, int index) {
// 递归终止条件:所有字符都匹配成功
if (index == word.length()) return true;
// 边界检查 + 字符不匹配 + 已访问过
if (i < 0 || i >= m || j < 0 || j >= n ||
board[i][j] != word.charAt(index) || board[i][j] == '#') {
return false;
}
// 标记当前位置为已访问
char temp = board[i][j];
board[i][j] = '#';
// 向四个方向搜索
boolean found = backtracking(board, word, i + 1, j, index + 1) || // 下
backtracking(board, word, i - 1, j, index + 1) || // 上
backtracking(board, word, i, j + 1, index + 1) || // 右
backtracking(board, word, i, j - 1, index + 1); // 左
// 回溯:恢复现场
board[i][j] = temp;
return found;
}
}
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# Go
func exist(board [][]byte, word string) bool {
m, n := len(board), len(board[0])
var backtracking func(i, j, index int) bool
backtracking = func(i, j, index int) bool {
// 递归终止条件:所有字符都匹配成功
if index == len(word) {
return true
}
// 边界检查 + 字符不匹配 + 已访问过
if i < 0 || i >= m || j < 0 || j >= n ||
board[i][j] != word[index] || board[i][j] == '#' {
return false
}
// 标记当前位置为已访问
temp := board[i][j]
board[i][j] = '#'
// 向四个方向搜索
found := backtracking(i+1, j, index+1) || // 下
backtracking(i-1, j, index+1) || // 上
backtracking(i, j+1, index+1) || // 右
backtracking(i, j-1, index+1) // 左
// 回溯:恢复现场
board[i][j] = temp
return found
}
// 遍历每个位置作为起点
for i := 0; i < m; i++ {
for j := 0; j < n; j++ {
if backtracking(i, j, 0) {
return true
}
}
}
return false
}
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# JavaScript
var exist = function(board, word) {
const m = board.length;
const n = board[0].length;
const backtracking = (i, j, index) => {
// 递归终止条件:所有字符都匹配成功
if (index === word.length) return true;
// 边界检查 + 字符不匹配 + 已访问过
if (i < 0 || i >= m || j < 0 || j >= n ||
board[i][j] !== word[index] || board[i][j] === '#') {
return false;
}
// 标记当前位置为已访问
const temp = board[i][j];
board[i][j] = '#';
// 向四个方向搜索
const found = backtracking(i + 1, j, index + 1) || // 下
backtracking(i - 1, j, index + 1) || // 上
backtracking(i, j + 1, index + 1) || // 右
backtracking(i, j - 1, index + 1); // 左
// 回溯:恢复现场
board[i][j] = temp;
return found;
};
// 遍历每个位置作为起点
for (let i = 0; i < m; i++) {
for (let j = 0; j < n; j++) {
if (backtracking(i, j, 0)) {
return true;
}
}
}
return false;
};
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# 与代码随想录联系
这道题是回溯算法在二维网格中的应用。
我在代码随想录回溯章节里,详细讲解了回溯三部曲,建议录友们先看代码随想录回溯章节,特别是77.组合、46.全排列这些基础题。
本题的关键点:
- 回溯模板:标记→递归→恢复
- 四个方向搜索:上下左右
- visited标记:用修改原数组的方式省空间
另外,题目提到的剪枝优化,可以先统计word中每个字符出现的次数,如果board中某个字符不够,直接返回false。这样可以提前终止搜索,提高效率。
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