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你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字: ‘0’, ‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’, ‘5’, ‘6’, ‘7’, ‘8’, ‘9’ 。每个拨轮可以自由旋转:例如把 ‘9’ 变为 ‘0’,‘0’ 变为 ‘9’ 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。
锁的初始数字为 ‘0000’ ,一个代表四个拨轮的数字的字符串。
列表 deadends 包含了一组死亡数字,一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同,这个锁将会被永久锁定,无法再被旋转。
字符串 target 代表可以解锁的数字,你需要给出最小的旋转次数,如果无论如何不能解锁,返回 -1。
示例 1:
输入:deadends = [“0201”,“0101”,“0102”,“1212”,“2002”], target = “0202”
输出:6 解释: 可能的移动序列为 “0000” -> “1000” -> “1100” -> “1200” -> “1201” -> “1202” -> “0202”。 注意 “0000” -> “0001” -> “0002” -> “0102” -> “0202” 这样的序列是不能解锁的, 因为当拨动到 “0102” 时这个锁就会被锁定。 示例 2:输入: deadends = [“8888”], target = “0009”
输出:1 解释: 把最后一位反向旋转一次即可 “0000” -> “0009”。 示例 3:输入: deadends = [“8887”,“8889”,“8878”,“8898”,“8788”,“8988”,“7888”,“9888”], target = “8888”
输出:-1 解释: 无法旋转到目标数字且不被锁定。 示例 4:输入: deadends = [“0000”], target = “8888”
输出:-1BFS
class Solution{ // 将 s[j] 向上拨动一次 String plusOne(String s, int j) { char[] ch = s.toCharArray(); if (ch[j] == '9') ch[j] = '0'; else ch[j] += 1; return new String(ch); } // 将 s[i] 向下拨动一次 String minusOne(String s, int j) { char[] ch = s.toCharArray(); if (ch[j] == '0') ch[j] = '9'; else ch[j] -= 1; return new String(ch); } int openLock(String[] deadends, String target) { // 记录需要跳过的死亡密码 Setdeads = new HashSet<>(); for (String s : deadends) deads.add(s); // 记录已经穷举过的密码,防止走回头路 Set visited = new HashSet<>(); Queue q = new LinkedList<>(); // 从起点开始启动广度优先搜索 int step = 0; q.offer("0000"); visited.add("0000"); while (!q.isEmpty()) { int sz = q.size(); /* 将当前队列中的所有节点向周围扩散 */ for (int i = 0; i < sz; i++) { String cur = q.poll(); /* 判断是否到达终点 */ if (deads.contains(cur)) continue; if (cur.equals(target)) return step; /* 将一个节点的未遍历相邻节点加入队列 */ for (int j = 0; j < 4; j++) { String up = plusOne(cur, j); if (!visited.contains(up)) { q.offer(up); visited.add(up); } String down = minusOne(cur, j); if (!visited.contains(down)) { q.offer(down); visited.add(down); } } } /* 在这里增加步数 */ step++; } // 如果穷举完都没找到目标密码,那就是找不到了 return -1; }}
双向BFS
class Solution{ // 将 s[j] 向上拨动一次 String plusOne(String s, int j) { char[] ch = s.toCharArray(); if (ch[j] == '9') ch[j] = '0'; else ch[j] += 1; return new String(ch); } // 将 s[i] 向下拨动一次 String minusOne(String s, int j) { char[] ch = s.toCharArray(); if (ch[j] == '0') ch[j] = '9'; else ch[j] -= 1; return new String(ch); } int openLock(String[] deadends, String target) { Setdeads = new HashSet<>(); for (String s : deadends) deads.add(s); // 用集合不用队列,可以快速判断元素是否存在 Set q1 = new HashSet<>(); Set q2 = new HashSet<>(); Set visited = new HashSet<>(); int step = 0; q1.add("0000"); q2.add(target); while (!q1.isEmpty() && !q2.isEmpty()) { // 哈希集合在遍历的过程中不能修改,用 temp 存储扩散结果 Set temp = new HashSet<>(); /* 将 q1 中的所有节点向周围扩散 */ for (String cur : q1) { /* 判断是否到达终点 */ if (deads.contains(cur)) continue; if (q2.contains(cur)) return step; visited.add(cur); /* 将一个节点的未遍历相邻节点加入集合 */ for (int j = 0; j < 4; j++) { String up = plusOne(cur, j); if (!visited.contains(up)) temp.add(up); String down = minusOne(cur, j); if (!visited.contains(down)) temp.add(down); } } /* 在这里增加步数 */ step++; // temp 相当于 q1 // 这里交换 q1 q2,下一轮 while 就是扩散 q2 q1 = q2; q2 = temp; } return -1; }}
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