LeetCode每日一题11.10获取所有钥匙的最短路径

题目描述:

给定一个二维网格 grid ,其中:

  • '.' 代表一个空房间
  • '#' 代表一堵
  • '@' 是起点
  • 小写字母代表钥匙
  • 大写字母代表锁

我们从起点开始出发,一次移动是指向四个基本方向之一行走一个单位空间。我们不能在网格外面行走,也无法穿过一堵墙。如果途经一个钥匙,我们就把它捡起来。除非我们手里有对应的钥匙,否则无法通过锁。

假设 k 为 钥匙/锁 的个数,且满足 1 <= k <= 6,字母表中的前 k 个字母在网格中都有自己对应的一个小写和一个大写字母。换言之,每个锁有唯一对应的钥匙,每个钥匙也有唯一对应的锁。另外,代表钥匙和锁的字母互为大小写并按字母顺序排列。

返回获取所有钥匙所需要的移动的最少次数。如果无法获取所有钥匙,返回 -1 。

代码:

class Solution:

    def shortestPathAllKeys(self, grid: List[str]) -> int:

        m, n = len(grid), len(grid[0])

        # 找起点 (si, sj)

        si, sj = next((i, j) for i in range(m) for j in range(n) if grid[i][j] == '@')

        # 统计钥匙数量

        k = sum(v.islower() for row in grid for v in row)

        dirs = (-1, 0, 1, 0, -1)

        q = deque([(si, sj, 0)])

        vis = {(si, sj, 0)}

        ans = 0

        while q:

            for _ in range(len(q)):

                i, j, state = q.popleft()

                # 找到所有钥匙,返回当前步数

                if state == (1 << k) - 1:

                    return ans

                # 往四个方向搜索

                for a, b in pairwise(dirs):

                    x, y = i + a, j + b

                    nxt = state

                    # 在边界范围内

                    if 0 <= x < m and 0 <= y < n:

                        c = grid[x][y]

                        # 是墙,或者是锁,但此时没有对应的钥匙,无法通过

                        if c == '#' or c.isupper() and (state & (1 << (ord(c) - ord('A')))) == 0:

                            continue

                        # 是钥匙

                        if c.islower():

                            # 更新状态

                            nxt |= 1 << (ord(c) - ord('a'))

                        # 此状态未访问过,入队

                        if (x, y, nxt) not in vis:

                            vis.add((x, y, nxt))

                            q.append((x, y, nxt))

            # 步数加一

            ans += 1

        return -1

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