动态规划经典题解:单词拆分(LeetCode 139)
一、题目描述
原题链接
单词拆分
题目大意
给定一个非空字符串 s 和一个包含非空单词的列表 wordDict,判断 s 是否可以被空格拆分为一个或多个在字典中出现的单词。字典中的单词可以重复使用。字典中无重复单词。
示例
输入:s = "leetcode", wordDict = "leet", "code"
输出:true(解释:"leetcode" 可拆分为 "leet code")
输入:s = "applepenapple", wordDict = "apple", "pen"
输出:true(解释:"applepenapple" 可拆分为 "apple pen apple")
输入:s = "catsandog", wordDict = "cats", "dog", "sand", "and", "cat"
输出:false
二、解题思路
核心思想:动态规划(DP)
本题的核心是判断字符串的「前缀是否可拆分」,通过动态规划逐步推导所有前缀的可行性,避免重复计算。
1. 状态定义
定义 dpi 表示:字符串 s 的前 i 个字符组成的子串 s0...i-1 是否能被字典中的单词拼接而成。例如:dp4 对应 s 的前 4 个字符 s0...3(即 "leet")是否可拆分。
2. 状态转移方程
对于每个位置 i(从 1 到 s.size()),遍历字典中的每个单词 word:若 word 的长度 len ≤ i(保证子串存在);且 s 中以 i 为结尾、长度为 len 的子串(即 s.substr(i-len, len))等于 word;且 dpi-len 为 true(说明 s 的前 i-len 个字符可拆分);则 dpi = true(前 i 个字符可拆分)。
3. 初始化
dp0 = true:表示空字符串可被拆分(基础条件,用于推导后续前缀。例如,当 word 恰好等于 s0...len-1 时,dplen = dp0 && (子串匹配))。
4. 最终结果
dps.size():表示整个字符串 s 是否可拆分。
三、代码实现
cpp
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
class Solution {
public:
bool wordBreak(string s, vector<string>& wordDict) {
int n = s.size();
// dp[i]:前i个字符是否可拆分
vector<bool> dp(n + 1, false);
// 初始化:空字符串可拆分
dp[0] = true;
// 遍历所有前缀长度(从1到n)
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
// 遍历字典中的每个单词
for (const string& word : wordDict) {
int word_len = word.size();
// 条件1:单词长度不超过当前前缀长度
if (word_len <= i) {
// 条件2:子串匹配 + 前i-word_len个字符可拆分
if (s.substr(i - word_len, word_len) == word && dp[i - word_len]) {
dp[i] = true;
// 无需继续遍历其他单词,直接跳出内层循环
break;
}
}
}
}
// 返回整个字符串是否可拆分
return dp[n];
}
};
四、边界情况与测试用例
边界情况
s 为空字符串:题目规定 s 非空,无需处理;
wordDict 中存在与 s 完全匹配的单词:如 s = "a", wordDict = "a",dp1 = dp0 && (s.substr(0,1) == "a") = true;单词长度大于 s 长度:如 s = "a", wordDict = "aa",内层循环条件 word_len <= i 不满足,dp1 保持 false。
测试用例验证
示例 1:s = "leetcode", wordDict = "leet", "code"
i=4:单词 "leet" 长度 4 ≤ 4,s.substr(0,4) = "leet" 匹配,dp0 = true → dp4 = true;i=8:单词 "code" 长度 4 ≤ 8,s.substr(4,4) = "code" 匹配,dp4 = true → dp8 = true;
返回 true。
示例 2:s = "catsandog", wordDict = "cats", "dog", "sand", "and", "cat"
前 7 个字符 "catsand" 可拆分为 "cats + and"(dp7 = true);但 i=9(整个字符串长度)时,遍历所有单词:
"dog" 长度 3 ≤ 9,s.substr(6,3) = "dog" 匹配,但 dp6 = false;其他单词均不满足条件 → dp9 = false;
返回 false。
五、 类似题目
LeetCode 140. 单词拆分 II;
LeetCode 472. 连接词