最近我一直在iPhone上玩一款名为《Scramble》的游戏。有些人可能知道这个游戏叫拼字游戏。从本质上讲,当游戏开始时,你会得到一个字母矩阵:

F X I E
A M L O
E W B X
A S T U

The goal of the game is to find as many words as you can that can be formed by chaining letters together. You can start with any letter, and all the letters that surround it are fair game, and then once you move on to the next letter, all the letters that surround that letter are fair game, except for any previously used letters. So in the grid above, for example, I could come up with the words LOB, TUX, SEA, FAME, etc. Words must be at least 3 characters, and no more than NxN characters, which would be 16 in this game but can vary in some implementations. While this game is fun and addictive, I am apparently not very good at it and I wanted to cheat a little bit by making a program that would give me the best possible words (the longer the word the more points you get).

(来源:boggled.org)

不幸的是,我不太擅长算法或它们的效率等等。我的第一次尝试使用一个像这样的字典(约2.3MB),并进行线性搜索,试图匹配字典条目的组合。这需要花费很长时间来找到可能的单词,因为你每轮只有2分钟的时间,这是不够的。

我很有兴趣看看是否有任何Stackoverflowers可以提出更有效的解决方案。我主要是在寻找使用三大p的解决方案:Python、PHP和Perl,尽管任何使用Java或c++的东西也很酷,因为速度是至关重要的。

目前的解决方案:

Adam Rosenfield, Python, ~20岁 John Fouhy, Python, ~3秒 Kent Fredric, Perl, ~1s Darius Bacon, Python, ~1s rvarcher, VB。净,~ 1 s Paolo Bergantino, PHP(实时链接),~5s(本地~2s)


当前回答

我意识到这个问题的时间来了又去了,但由于我自己正在研究一个求解器,并在谷歌搜索时偶然发现了这个,我想我应该发布一个参考,因为它似乎与其他一些问题有点不同。

我选择在游戏棋盘上使用平面数组,并从棋盘上的每个字母进行递归搜索,从有效邻居遍历到有效邻居,如果索引中的有效前缀是当前字母列表,则扩展搜索。而遍历当前单词的概念是进入板的索引列表,而不是组成单词的字母。在检查索引时,将索引转换为字母并完成检查。

索引是一个蛮力字典,有点像trie,但允许对索引进行python查询。如果单词'cat'和'cater'在列表中,你会在字典中看到:

   d = { 'c': ['cat','cater'],
     'ca': ['cat','cater'],
     'cat': ['cat','cater'],
     'cate': ['cater'],
     'cater': ['cater'],
   }

因此,如果current_word是'ca',您就知道它是一个有效的前缀,因为'ca'在d中返回True(因此继续遍历板)。如果current_word是'cat',那么你知道它是一个有效的单词,因为它是一个有效的前缀,并且d['cat']中的'cat'也返回True。

如果感觉这允许一些可读的代码,似乎不是太慢。像其他人一样,这个系统的费用是读取/构建索引。解这个板子相当麻烦。

代码在http://gist.github.com/268079。它是故意垂直和幼稚的,有很多明确的有效性检查,因为我想理解问题,而不是用一堆魔法或晦涩难懂的东西把它弄得乱七八糟。

其他回答

你可以把这个问题分成两部分:

某种搜索算法可以在网格中列举出可能的字符串。 一种测试字符串是否是有效单词的方法。

理想情况下,(2)还应该包括一种测试字符串是否是有效单词前缀的方法——这将允许您精简搜索并节省大量时间。

亚当·罗森菲尔德(Adam Rosenfield)的Trie是(2)的一个解决方案。它很优雅,可能是算法专家的首选,但有了现代语言和现代计算机,我们可能会更懒一点。此外,正如Kent所建议的,我们可以通过丢弃网格中没有字母的单词来减少字典的大小。这是一些蟒蛇:

def make_lookups(grid, fn='dict.txt'):
    # Make set of valid characters.
    chars = set()
    for word in grid:
        chars.update(word)

    words = set(x.strip() for x in open(fn) if set(x.strip()) <= chars)
    prefixes = set()
    for w in words:
        for i in range(len(w)+1):
            prefixes.add(w[:i])

    return words, prefixes

哇;常数时间前缀测试。加载你链接的字典需要几秒钟,但只有几秒钟:-)(注意words <= prefixes)

现在,对于第(1)部分,我倾向于用图表来思考。所以我将创建一个像这样的字典:

graph = { (x, y):set([(x0,y0), (x1,y1), (x2,y2)]), }

例如,graph[(x, y)]是你从位置(x, y)可以到达的坐标集。我还将添加一个虚拟节点None,它将连接到所有东西。

构建它有点笨拙,因为有8个可能的位置,你必须做边界检查。下面是一些相应笨拙的python代码:

def make_graph(grid):
    root = None
    graph = { root:set() }
    chardict = { root:'' }

    for i, row in enumerate(grid):
        for j, char in enumerate(row):
            chardict[(i, j)] = char
            node = (i, j)
            children = set()
            graph[node] = children
            graph[root].add(node)
            add_children(node, children, grid)

    return graph, chardict

def add_children(node, children, grid):
    x0, y0 = node
    for i in [-1,0,1]:
        x = x0 + i
        if not (0 <= x < len(grid)):
            continue
        for j in [-1,0,1]:
            y = y0 + j
            if not (0 <= y < len(grid[0])) or (i == j == 0):
                continue

            children.add((x,y))

这段代码还建立了一个字典映射(x,y)到相应的字符。这让我把一个位置列表转换成一个单词:

def to_word(chardict, pos_list):
    return ''.join(chardict[x] for x in pos_list)

最后,我们进行深度优先搜索。基本程序是:

搜索到达一个特定的节点。 检查到目前为止的路径是否可能是单词的一部分。如果不是,就不要进一步探索这个分支。 检查到目前为止的路径是否是一个单词。如果是,则添加到结果列表中。 探索迄今为止所有孩子未走的路。

Python:

def find_words(graph, chardict, position, prefix, results, words, prefixes):
    """ Arguments:
      graph :: mapping (x,y) to set of reachable positions
      chardict :: mapping (x,y) to character
      position :: current position (x,y) -- equals prefix[-1]
      prefix :: list of positions in current string
      results :: set of words found
      words :: set of valid words in the dictionary
      prefixes :: set of valid words or prefixes thereof
    """
    word = to_word(chardict, prefix)

    if word not in prefixes:
        return

    if word in words:
        results.add(word)

    for child in graph[position]:
        if child not in prefix:
            find_words(graph, chardict, child, prefix+[child], results, words, prefixes)

运行代码如下:

grid = ['fxie', 'amlo', 'ewbx', 'astu']
g, c = make_graph(grid)
w, p = make_lookups(grid)
res = set()
find_words(g, c, None, [], res, w, p)

检查保留区,看看答案。下面是为你的例子找到的单词列表,按大小排序:

 ['a', 'b', 'e', 'f', 'i', 'l', 'm', 'o', 's', 't',
 'u', 'w', 'x', 'ae', 'am', 'as', 'aw', 'ax', 'bo',
 'bu', 'ea', 'el', 'em', 'es', 'fa', 'ie', 'io', 'li',
 'lo', 'ma', 'me', 'mi', 'oe', 'ox', 'sa', 'se', 'st',
 'tu', 'ut', 'wa', 'we', 'xi', 'aes', 'ame', 'ami',
 'ase', 'ast', 'awa', 'awe', 'awl', 'blo', 'but', 'elb',
 'elm', 'fae', 'fam', 'lei', 'lie', 'lim', 'lob', 'lox',
 'mae', 'maw', 'mew', 'mil', 'mix', 'oil', 'olm', 'saw',
 'sea', 'sew', 'swa', 'tub', 'tux', 'twa', 'wae', 'was',
 'wax', 'wem', 'ambo', 'amil', 'amli', 'asem', 'axil',
 'axle', 'bleo', 'boil', 'bole', 'east', 'fame', 'limb',
 'lime', 'mesa', 'mewl', 'mile', 'milo', 'oime', 'sawt',
 'seam', 'seax', 'semi', 'stub', 'swam', 'twae', 'twas',
 'wame', 'wase', 'wast', 'weam', 'west', 'amble', 'awest',
 'axile', 'embox', 'limbo', 'limes', 'swami', 'embole',
 'famble', 'semble', 'wamble']

代码需要(字面上的)几秒钟来加载字典,但其余的在我的机器上是立即完成的。

下面是使用NLTK工具包中的预定义单词的解决方案 NLTK有NLTK。语料库包,我们有一个叫做单词的包,它包含超过20万个英语单词,你可以简单地把它们都用到你的程序中。

一旦创建你的矩阵转换成一个字符数组,并执行这段代码

import nltk
from nltk.corpus import words
from collections import Counter

def possibleWords(input, charSet):
    for word in input:
        dict = Counter(word)
        flag = 1
        for key in dict.keys():
            if key not in charSet:
                flag = 0
        if flag == 1 and len(word)>5: #its depends if you want only length more than 5 use this otherwise remove that one. 
            print(word)


nltk.download('words')
word_list = words.words()
# prints 236736
print(len(word_list))
charSet = ['h', 'e', 'l', 'o', 'n', 'v', 't']
possibleWords(word_list, charSet)

输出:

eleven
eleventh
elevon
entente
entone
ethene
ethenol
evolve
evolvent
hellhole
helvell
hooven
letten
looten
nettle
nonene
nonent
nonlevel
notelet
novelet
novelette
novene
teenet
teethe
teevee
telethon
tellee
tenent
tentlet
theelol
toetoe
tonlet
toothlet
tootle
tottle
vellon
velvet
velveteen
venene
vennel
venthole
voeten
volent
volvelle
volvent
voteen

我希望你能得到它。

首先,阅读c#语言设计师如何解决一个相关问题: http://blogs.msdn.com/ericlippert/archive/2009/02/04/a-nasality-talisman-for-the-sultana-analyst.aspx。

像他一样,您可以从字典开始,并通过从字母排序的字母数组到可以根据这些字母拼写的单词列表创建字典来规范化单词。

接下来,开始从黑板上创建可能的单词并查找它们。我怀疑这将让你走得很远,但肯定有更多的技巧可以加快速度。

如何简单的排序和使用字典中的二进制搜索?

在0.35秒内返回整个列表,并可以进一步优化(例如删除含有未使用字母的单词等)。

from bisect import bisect_left

f = open("dict.txt")
D.extend([line.strip() for line in f.readlines()])
D = sorted(D)

def neibs(M,x,y):
    n = len(M)
    for i in xrange(-1,2):
        for j in xrange(-1,2):
            if (i == 0 and j == 0) or (x + i < 0 or x + i >= n or y + j < 0 or y + j >= n):
                continue
            yield (x + i, y + j)

def findWords(M,D,x,y,prefix):
    prefix = prefix + M[x][y]

    # find word in dict by binary search
    found = bisect_left(D,prefix)

    # if found then yield
    if D[found] == prefix: 
        yield prefix

    # if what we found is not even a prefix then return
    # (there is no point in going further)
    if len(D[found]) < len(prefix) or D[found][:len(prefix)] != prefix:
        return

    # recourse
    for neib in neibs(M,x,y):
        for word in findWords(M,D,neib[0], neib[1], prefix):
            yield word

def solve(M,D):
    # check each starting point
    for x in xrange(0,len(M)):
        for y in xrange(0,len(M)):
            for word in findWords(M,D,x,y,""):
                yield word

grid = "fxie amlo ewbx astu".split()
print [x for x in solve(grid,D)]

我已经在OCaml中实现了一个解决方案。它将字典预编译为trie,并使用双字母序列频率来消除单词中永远不会出现的边,以进一步加快处理速度。

它在0.35ms内解决了示例板的问题(额外的6ms启动时间主要与将trie加载到内存有关)。

找到的解决方案:

["swami"; "emile"; "limbs"; "limbo"; "limes"; "amble"; "tubs"; "stub";
 "swam"; "semi"; "seam"; "awes"; "buts"; "bole"; "boil"; "west"; "east";
 "emil"; "lobs"; "limb"; "lime"; "lima"; "mesa"; "mews"; "mewl"; "maws";
 "milo"; "mile"; "awes"; "amie"; "axle"; "elma"; "fame"; "ubs"; "tux"; "tub";
 "twa"; "twa"; "stu"; "saw"; "sea"; "sew"; "sea"; "awe"; "awl"; "but"; "btu";
 "box"; "bmw"; "was"; "wax"; "oil"; "lox"; "lob"; "leo"; "lei"; "lie"; "mes";
 "mew"; "mae"; "maw"; "max"; "mil"; "mix"; "awe"; "awl"; "elm"; "eli"; "fax"]