Wie man eine Liste möglicher Wörter aus einer Buchstabenmatrix findet [Boggle Solver]

Question

In letzter Zeit habe ich auf meinem iPhone ein Spiel namens Scramble gespielt. Einige von euch kennen dieses Spiel vielleicht als Boggle. Wenn das Spiel beginnt, erhält man im Wesentlichen eine Matrix von Buchstaben, etwa so:

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

Das Ziel des Spiels ist es, so viele Wörter wie möglich zu finden, die durch Aneinanderreihen von Buchstaben gebildet werden können. Sie können mit einem beliebigen Buchstaben beginnen, und alle Buchstaben, die ihn umgeben, sind Freiwild, und sobald Sie zum nächsten Buchstaben weitergehen, sind alle Buchstaben, die diesen Buchstaben umgeben, Freiwild, mit Ausnahme der bereits verwendeten Buchstaben . In dem obigen Raster könnte ich zum Beispiel die folgenden Wörter finden LOB , TUX , SEA , FAME , usw. Die Wörter müssen aus mindestens 3 Zeichen bestehen und dürfen nicht mehr als NxN Zeichen haben, was in diesem Spiel 16 Zeichen sind, aber in einigen Implementierungen variieren können. Obwohl dieses Spiel Spaß macht und süchtig macht, bin ich offensichtlich nicht sehr gut darin und wollte ein wenig schummeln, indem ich ein Programm erstellte, das mir die bestmöglichen Wörter liefert (je länger das Wort ist, desto mehr Punkte erhält man).

_{(Quelle: <a href="http://www.boggled.org/sample.gif" rel="noreferrer">verblüfft.org </a>)}

Leider kenne ich mich mit Algorithmen, ihrer Effizienz usw. nicht besonders gut aus. Mein erster Versuch verwendet ein Wörterbuch wie zum Beispiel dieses (~2.3MB) und führt eine lineare Suche durch, um Kombinationen mit Wörterbucheinträgen zu finden. Dies dauert eine よほど lange Zeit, um die möglichen Wörter zu finden, und da man nur 2 Minuten pro Runde hat, ist das einfach nicht ausreichend.

Ich bin gespannt, ob Stackoverflowers effizientere Lösungen anbieten können. Ich bin vor allem auf der Suche nach Lösungen mit den Big 3 Ps: Python, PHP und Perl, obwohl alles mit Java oder C++ auch cool ist, da Geschwindigkeit entscheidend ist.

AKTUELLE LÖSUNGEN :

• Adam Rosenfield, Python, ~20s
• John Fouhy, Python, ~3s
• Kent Fredric, Perl, ~1s
• Darius Bacon, Python, ~1s
• rvarcher, VB.NET, ~1s
• Paolo Bergantino, PHP (Live-Link) , ~5s (~2s lokal)

Answer 1

Ich habe eine Lösung in OCaml implementiert. Es erstellt ein Wörterbuch als Trie im Voraus und verwendet Häufigkeiten von Zwei-Buchstaben-Sequenzen, um Kanten zu eliminieren, die niemals in einem Wort erscheinen könnten, um die Verarbeitung weiter zu beschleunigen.

Es löst Ihr Beispielbrett in 0,35ms (mit einer zusätzlichen Startzeit von 6ms, die hauptsächlich mit dem Laden des Trie in den Speicher zusammenhängt).

Die gefundenen Lösungen:

["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"]

Answer 2

Hier ist meine Java-Implementierung: https://github.com/zouzhile/interview/blob/master/src/com/interview/algorithms/tree/BoggleSolver.java

Der Trie-Aufbau dauerte 0 Stunden, 0 Minuten, 1 Sekunde, 532 Millisekunden
Die Wortsuche dauerte 0 Stunden, 0 Minuten, 0 Sekunden, 92 Millisekunden

eel eeler eely eer eke eker eld eleut elk ell 
elle epee epihippus ere erept err error erupt eurus eye 
eyer eyey hip hipe hiper hippish hipple hippus his hish 
hiss hist hler hsi ihi iphis isis issue issuer ist 
isurus kee keek keeker keel keeler keep keeper keld kele 
kelek kelep kelk kell kelly kelp kelper kep kepi kept 
ker kerel kern keup keuper key kyl kyle lee leek 
leeky leep leer lek leo leper leptus lepus ler leu 
ley lleu lue lull luller lulu lunn lunt lunule luo 
lupe lupis lupulus lupus lur lure lurer lush lushly lust 
lustrous lut lye nul null nun nupe nurture nurturer nut 
oer ore ort ouphish our oust out outpeep outpeer outpipe 
outpull outpush output outre outrun outrush outspell outspue outspurn outspurt 
outstrut outstunt outsulk outturn outusure oyer pee peek peel peele 
peeler peeoy peep peeper peepeye peer pele peleus pell peller 
pelu pep peplus pepper pepperer pepsis per pern pert pertussis 
peru perule perun peul phi pip pipe piper pipi pipistrel 
pipistrelle pipistrellus pipper pish piss pist plup plus plush ply 
plyer psi pst puerer pul pule puler pulk pull puller 
pulley pullus pulp pulper pulu puly pun punt pup puppis 
pur pure puree purely purer purr purre purree purrel purrer 
puru purupuru pus push puss pustule put putt puture ree 
reek reeker reeky reel reeler reeper rel rely reoutput rep 
repel repeller repipe reply repp reps reree rereel rerun reuel 
roe roer roey roue rouelle roun roup rouper roust rout 
roy rue ruelle ruer rule ruler rull ruller run runt 
rupee rupert rupture ruru rus rush russ rust rustre rut 
shi shih ship shipper shish shlu sip sipe siper sipper 
sis sish sisi siss sissu sist sistrurus speel speer spelk 
spell speller splurt spun spur spurn spurrer spurt sput ssi 
ssu stre stree streek streel streeler streep streke streperous strepsis 
strey stroup stroy stroyer strue strunt strut stu stue stull 
stuller stun stunt stupe stupeous stupp sturnus sturt stuss stut 
sue suer suerre suld sulk sulker sulky sull sully sulu 
sun sunn sunt sunup sup supe super superoutput supper supple 
supplely supply sur sure surely surrey sus susi susu susurr 
susurrous susurrus sutu suture suu tree treey trek trekker trey 
troupe trouper trout troy true truer trull truller truly trun 
trush truss trust tshi tst tsun tsutsutsi tue tule tulle 
tulu tun tunu tup tupek tupi tur turn turnup turr 
turus tush tussis tussur tut tuts tutu tutulus ule ull 
uller ulu ululu unreel unrule unruly unrun unrust untrue untruly 
untruss untrust unturn unurn upper upperer uppish uppishly uppull uppush 
upspurt upsun upsup uptree uptruss upturn ure urn uro uru 
urus urushi ush ust usun usure usurer utu yee yeel 
yeld yelk yell yeller yelp yelper yeo yep yer yere 
yern yoe yor yore you youl youp your yourn yoy 

Hinweis: Ich habe das Wörterbuch und die Zeichenmatrix am Anfang dieses Threads verwendet. Der Code wurde auf meinem MacBookPro ausgeführt, unten sind einige Informationen über das Gerät.

Modellname: MacBook Pro
Modellkennung: MacBookPro8,1
Prozessorname: Intel Core i5
Prozessorgeschwindigkeit: 2,3 GHz
Anzahl der Prozessoren: 1
Gesamtzahl der Kerne: 2
L2-Cache (pro Kern): 256 KB
L3-Cache: 3 MB
Speicher: 4 GB
Boot-ROM-Version: MBP81.0047.B0E
SMC-Version (System): 1.68f96

Answer 3

Auch dieses Problem habe ich mit Java gelöst. Meine Implementierung ist 269 Zeilen lang und ziemlich einfach zu benutzen. Zuerst muss man eine neue Instanz der Boggler-Klasse erstellen und dann die solve-Funktion mit dem Gitter als Parameter aufrufen. Es dauert etwa 100 ms, um das Wörterbuch mit 50 000 Wörtern auf meinem Computer zu laden, und es findet die Wörter in etwa 10-20 ms. Die gefundenen Wörter werden in einer ArrayList gespeichert, foundWords .

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.URISyntaxException;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Boggler {
    private ArrayList<String> words = new ArrayList<String>();      
    private ArrayList<String> roundWords = new ArrayList<String>(); 
    private ArrayList<Word> foundWords = new ArrayList<Word>();     
    private char[][] letterGrid = new char[4][4];                   
    private String letters;                                         

    public Boggler() throws FileNotFoundException, IOException, URISyntaxException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        URL path = GUI.class.getResource("words.txt");
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(new File(path.toURI()).getAbsolutePath()), "iso-8859-1"));
        String line;
        while((line = br.readLine()) != null) {
            if(line.length() < 3 || line.length() > 10) {
                continue;
            }

            this.words.add(line);
        }
    }

    public ArrayList<Word> getWords() {
        return this.foundWords;
    }

    public void solve(String letters) {
        this.letters = "";
        this.foundWords = new ArrayList<Word>();

        for(int i = 0; i < letters.length(); i++) {
            if(!this.letters.contains(letters.substring(i, i + 1))) {
                this.letters += letters.substring(i, i + 1);
            }
        }

        for(int i = 0; i < 4; i++) {
            for(int j = 0; j < 4; j++) {
                this.letterGrid[i][j] = letters.charAt(i * 4 + j);
            }
        }

        System.out.println(Arrays.deepToString(this.letterGrid));               

        this.roundWords = new ArrayList<String>();      
        String pattern = "[" + this.letters + "]+";     

        for(int i = 0; i < this.words.size(); i++) {

            if(this.words.get(i).matches(pattern)) {
                this.roundWords.add(this.words.get(i));
            }
        }

        for(int i = 0; i < this.roundWords.size(); i++) {
            Word word = checkForWord(this.roundWords.get(i));

            if(word != null) {
                System.out.println(word);
                this.foundWords.add(word);
            }
        }       
    }

    private Word checkForWord(String word) {
        char initial = word.charAt(0);
        ArrayList<LetterCoord> startPoints = new ArrayList<LetterCoord>();

        int x = 0;  
        int y = 0;
        for(char[] row: this.letterGrid) {
            x = 0;

            for(char letter: row) {
                if(initial == letter) {
                    startPoints.add(new LetterCoord(x, y));
                }

                x++;
            }

            y++;
        }

        ArrayList<LetterCoord> letterCoords = null;
        for(int initialTry = 0; initialTry < startPoints.size(); initialTry++) {
            letterCoords = new ArrayList<LetterCoord>();    

            x = startPoints.get(initialTry).getX(); 
            y = startPoints.get(initialTry).getY();

            LetterCoord initialCoord = new LetterCoord(x, y);
            letterCoords.add(initialCoord);

            letterLoop: for(int letterIndex = 1; letterIndex < word.length(); letterIndex++) {
                LetterCoord lastCoord = letterCoords.get(letterCoords.size() - 1);  
                char currentChar = word.charAt(letterIndex);                        

                ArrayList<LetterCoord> letterLocations = getNeighbours(currentChar, lastCoord.getX(), lastCoord.getY());

                if(letterLocations == null) {
                    return null;    
                }       

                for(int foundIndex = 0; foundIndex < letterLocations.size(); foundIndex++) {
                    if(letterIndex != word.length() - 1 && true == false) {
                        char nextChar = word.charAt(letterIndex + 1);
                        int lastX = letterCoords.get(letterCoords.size() - 1).getX();
                        int lastY = letterCoords.get(letterCoords.size() - 1).getY();

                        ArrayList<LetterCoord> possibleIndex = getNeighbours(nextChar, lastX, lastY);
                        if(possibleIndex != null) {
                            if(!letterCoords.contains(letterLocations.get(foundIndex))) {
                                letterCoords.add(letterLocations.get(foundIndex));
                            }
                            continue letterLoop;
                        } else {
                            return null;
                        }
                    } else {
                        if(!letterCoords.contains(letterLocations.get(foundIndex))) {
                            letterCoords.add(letterLocations.get(foundIndex));

                            continue letterLoop;
                        }
                    }
                }
            }

            if(letterCoords != null) {
                if(letterCoords.size() == word.length()) {
                    Word w = new Word(word);
                    w.addList(letterCoords);
                    return w;
                } else {
                    return null;
                }
            }
        }

        if(letterCoords != null) {
            Word foundWord = new Word(word);
            foundWord.addList(letterCoords);

            return foundWord;
        }

        return null;
    }

    public ArrayList<LetterCoord> getNeighbours(char letterToSearch, int x, int y) {
        ArrayList<LetterCoord> neighbours = new ArrayList<LetterCoord>();

        for(int _y = y - 1; _y <= y + 1; _y++) {
            for(int _x = x - 1; _x <= x + 1; _x++) {
                if(_x < 0 || _y < 0 || (_x == x && _y == y) || _y > 3 || _x > 3) {
                    continue;
                }

                if(this.letterGrid[_y][_x] == letterToSearch && !neighbours.contains(new LetterCoord(_x, _y))) {
                    neighbours.add(new LetterCoord(_x, _y));
                }
            }
        }

        if(neighbours.isEmpty()) {
            return null;
        } else {
            return neighbours;
        }
    }
}

class Word {
    private String word;    
    private ArrayList<LetterCoord> letterCoords = new ArrayList<LetterCoord>();

    public Word(String word) {
        this.word = word;
    }

    public boolean addCoords(int x, int y) {
        LetterCoord lc = new LetterCoord(x, y);

        if(!this.letterCoords.contains(lc)) {
            this.letterCoords.add(lc);

            return true;
        }

        return false;
    }

    public void addList(ArrayList<LetterCoord> letterCoords) {
        this.letterCoords = letterCoords;
    } 

    @Override
    public String toString() {
        String outputString = this.word + " ";
        for(int i = 0; i < letterCoords.size(); i++) {
            outputString += "(" + letterCoords.get(i).getX() + ", " + letterCoords.get(i).getY() + ") ";
        }

        return outputString;
    }

    public String getWord() {
        return this.word;
    }

    public ArrayList<LetterCoord> getList() {
        return this.letterCoords;
    }
}

class LetterCoord extends ArrayList {
    private int x;          
    private int y;          

    public LetterCoord(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return this.x;
    }

    public int getY() {
        return this.y;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if(!(o instanceof LetterCoord)) {
            return false;
        }

        LetterCoord lc = (LetterCoord) o;

        if(this.x == lc.getX() &&
                this.y == lc.getY()) {
            return true;
        }

        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int hash = 7;
        hash = 29 * hash + this.x;
        hash = 24 * hash + this.y;
        return hash;
    }
}

Answer 4

Ich habe das in C gelöst. Es dauert etwa 48 ms, um auf meinem Gerät ausgeführt zu werden (wobei etwa 98% der Zeit damit verbracht werden, das Wörterbuch von der Festplatte zu laden und den Trie zu erstellen). Das Wörterbuch ist /usr/share/dict/american-english, das 62886 Wörter enthält.

Quellcode

Answer 5

Ich habe das perfekt und sehr schnell gelöst. Ich habe es in einer Android-App umgesetzt. Sehen Sie sich das Video über den Play Store Link in Aktion an.

Word Cheats ist eine App, die jedes Matrix-Wortspiel "knackt". Diese App wurde entwickelt, um mir beim Schummeln bei Wortscrambler zu helfen. Es kann für Wort-Suchrätsel, Ruzzle, Wörter, Wortfinder, Wortknacker, Boggle und mehr verwendet werden!

Es kann hier gesehen werden https://play.google.com/store/apps/details?id=com.harris.wordcracker

Sehen Sie sich die App in Aktion im Video an https://www.youtube.com/watch?v=DL2974WmNAI