【LeetCode 热题100】139:单词拆分(动态规划全解析+细节陷阱)(Go语言版)

简介: 本题是 LeetCode 热题 139:单词拆分(Word Break),需判断字符串 `s` 是否能由字典 `wordDict` 中的单词拼接而成。通过动态规划(DP)或记忆化搜索解决。DP 中定义布尔数组 `dp[i]` 表示前 `i` 个字符是否可拆分,状态转移方程为:若存在 `j` 使 `dp[j]=true` 且 `s[j:i]` 在字典中,则 `dp[i]=true`。初始条件 `dp[0]=true`。代码实现中用哈希集合优化查找效率。记忆化搜索则从起始位置递归尝试所有切割点。两种方法各有利弊,DP 更适合面试场景。思考扩展包括输出所有拆分方式及使用 Trie 优化大字典查找。

🚀 LeetCode 热题 139:单词拆分(Word Break)| 动态规划全解析+细节陷阱

📌 题目描述

给你一个字符串 s 和一个字符串列表 wordDict 作为字典。请判断 s 是否可以由字典中出现的单词拼接成。

说明:不要求字典中出现的单词全部都使用,并且字典中的单词可以重复使用。

🎯 示例 1:

输入:s = "leetcode", wordDict = ["leet", "code"]
输出:true
解释:返回 true 因为 "leetcode" 可以被拆分为 "leet code"。

🎯 示例 2:

输入:s = "applepenapple", wordDict = ["apple", "pen"]
输出:true
解释:可以拼接成 "apple pen apple",可以重复使用 wordDict 中的单词。

🎯 示例 3:

输入:s = "catsandog", wordDict = ["cats", "dog", "sand", "and", "cat"]
输出:false

💡 解题思路一:动态规划(DP)

我们定义一个布尔类型的一维数组 dp[i] 表示 s[0:i] 这个子串是否可以由字典中的单词组成。

🧱 状态定义:

我们用一个布尔数组 dp[i] 表示:

从字符串的起始位置(下标 0)到位置 i 的子串 s[0:i] 是否可以被成功拆分成一个或多个字典中的单词。

注意:这里的 i 是长度,不是下标(下标是 i-1)。


✅ 状态转移方程:

dp[i] = true,若存在 j,使得 dp[j] == true 且 s[j:i] 在 wordDict 中

也就是说,如果前面某个位置 j 之前的子串可以被拼出,并且 s[j:i] 在字典中,那 dp[i] 就可以设置为 true

✅ 初始条件:

dp[0] = true  // 空字符串可视为已完成

💻 Go 实现代码(动态规划)

func wordBreak(s string, wordDict []string) bool {
   
    wordSet := make(map[string]bool)
    for _, word := range wordDict {
   
        wordSet[word] = true
    }

    dp := make([]bool, len(s)+1)
    dp[0] = true

    for i := 1; i <= len(s); i++ {
   
        for j := 0; j < i; j++ {
   
            if dp[j] && wordSet[s[j:i]] {
   
                dp[i] = true
                break
            }
        }
    }
    return dp[len(s)]
}

🔍 注意点 & 边界问题解析

✅ 注意 1:不要和子串的下标混淆

  • dp[i] 代表的是前 i 个字符构成的子串(即 s[0:i]),而不是下标 i 的字符。
  • 所以判断子串是否在字典中时,要写 s[j:i],而不是 s[j:i+1]

✅ 注意 2:字典查找效率

使用 map[string]bool 构造一个哈希集合 wordSet 替代数组,可以让查找从 O(n) 降到 O(1),大幅提升效率:

wordSet := make(map[string]bool)
for _, word := range wordDict {
   
    wordSet[word] = true
}

✅ 注意 3:剪枝优化(提前结束)

只要在内层循环找到一个合法切割位置,就可以直接 break,节省无效循环。


✅ 注意 4:空字符串与空字典

  • s = "",返回 true,空字符串默认可以拆分(dp[0]=true)。
  • wordDict = [],返回 false,无单词可用无法拼出。

🌈 图解理解

假设输入:

s = "applepenapple"
wordDict = ["apple", "pen"]

我们依次维护 dp 状态:

i 子串 s[0:i] 能否拆分 dp[i]
0 "" true
5 "apple" true
8 "applepen" true
13 "applepenapple" true

🧠 更深层的理解(背后的思想)

本题其实可以抽象为:

把一个字符串切成若干段,看这些段是否全都能在字典中找到。

也可以类比为:

一个人从字符串左端起跳,只能跳到在字典中出现的词结尾位置,问能否跳到终点。

所以动态规划是处理“前缀是否可达”这种问题的最优解。


⏳ 复杂度分析

类型 复杂度
时间复杂度 O(n²)
空间复杂度 O(n)
  • n 是字符串长度。
  • 时间复杂度主要来自两层循环和切片操作。
  • 使用哈希集合加速查找操作。

🧠 解题思路二:记忆化搜索(DFS + 记忆化)

从起始位置出发,尝试所有可能的切割位置,只要有一个可行就返回 true

为了防止重复计算,使用 map[int]bool 进行记忆。


💻 Go 实现代码(记忆化 DFS)

func wordBreak(s string, wordDict []string) bool {
   
    wordSet := make(map[string]bool)
    for _, word := range wordDict {
   
        wordSet[word] = true
    }

    memo := make(map[int]bool)

    var dfs func(int) bool
    dfs = func(start int) bool {
   
        if start == len(s) {
   
            return true
        }
        if val, ok := memo[start]; ok {
   
            return val
        }

        for end := start + 1; end <= len(s); end++ {
   
            if wordSet[s[start:end]] && dfs(end) {
   
                memo[start] = true
                return true
            }
        }

        memo[start] = false
        return false
    }

    return dfs(0)
}

🔍 两种方法对比

方法 优点 缺点
动态规划 性能稳定,逻辑清晰,适合面试高频 实现上可能略显冗长
记忆化 DFS 更贴近人类思考方式,递归直观 有栈溢出风险,依赖剪枝优化

✅ 总结

  • 本题是经典的字符串 + 动态规划题型。
  • 动态规划和记忆化搜索都值得掌握!
  • 实际编码中推荐使用动态规划,执行效率更高。

🎁 加分思考

  • 如果要求输出所有可能的拆分方式?
  • 如果字典非常大,如何优化查找?(使用 Trie 前缀树)

🌟 更多高频算法题持续更新中…

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