LeetCode 752.打开转盘锁 BFS算法

LeetCode 752.打开转盘锁 BFS算法

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：-1

提示：

• 死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
• 目标数字 target 不会在 deadends 之中。
• 每个 deadends 和 target 中的字符串的数字会在 10,000 个可能的情况 ‘0000’ 到 ‘9999’ 中产生。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/open-the-lock

问题分析： 可以看成一个图的BFS算法，起点是“0000”，终点是target。
我们先看看BFS的通用模板：

int BFS(Node start,Node end){
     
	queue<Node> q;
	unordered<Node> visited; //记录是否走过，避免走回头路
	
	q.push(start);//将起点列入队列 
	visited.insert(start);//记录走过
	//记录走过的步数 
	int step=0;
	
	while(!q.empty()){
     
		int sz=q.size();
		for(int i=0;i<sz;i++){
     
			Node cur;
			cur=q.front();
			q.pop();
			
			if(cur is tarfet){
     
				return step;
			}
			//将周围的节点纳入队列
			for(Node x:cur.around()){
     
				q.push(x);
				visited.insert(x);
			} 
		}
		steo++;
	}
} 

然后是这道题的代码：

class Solution {
     
public:
    int openLock(vector<string>& deadends, string target) {
     
        unordered_set<string> deads;
        for(string& s:deadends){
     
            deads.insert(s);
        }
        unordered_set<string> visited;
        queue<string> q;
        //将起点列入队列
        q.push("0000");
        visited.insert("0000");
        int step=0;

        while(!q.empty()){
     
            int n=q.size();
            for(int i=0;i<n;i++){
     
                string cur;
                cur=q.front();
                q.pop();
                //判断是否是死亡密码
                if(deads.count(cur)){
     
                    continue;
                }
                //判断是否达到终点
                if(cur==target){
     
                    return step;
                }
                //将周围节点列入队列
                for(int j=0;j<4;j++){
     
                    string up=plusone(cur,j);
                    if(!visited.count(up)){
     
                        q.push(up);
                        visited.insert(up);
                    }
                    string down=minusone(cur,j);
                    if(!visited.count(down)){
     
                        q.push(down);
                        visited.insert(down);
                    }
                }
            }
            step++;
        }
        return -1;
    }
private:
    string plusone(string s,int j){
     
        string ch=s;
        if(ch[j]=='9'){
     
            ch[j]='0';
        }
        else{
     
            ch[j]++;
        }
        return ch;
    }
    string minusone(string s,int j){
     
        string ch=s;
        if(ch[j]=='0'){
     
            ch[j]='9';
        }
        else{
     
            ch[j]--;
        }
        return ch;
    }
};