Leetcode之广度优先搜索（BFS）专题-752. 打开转盘锁（Open the Lock）

Leetcode之广度优先搜索（BFS）专题-752. 打开转盘锁（Open the Lock）

BFS入门详解：Leetcode之广度优先搜索（BFS）专题-429. N叉树的层序遍历（N-ary Tree Level Order Traversal）

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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：-1

提示：

1. 死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
2. 目标数字 target 不会在 deadends 之中。
3. 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。

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本题BFS思路如下：

初始为0000，判断0000是否是死亡列表中的，如果是，直接返回-1.

需要一个vis数组，来保证它不会重复访问。

首先把0000和其深度0，入队。

开始BFS，取出0000，找出其8个可以旋转出来的数字，如下：

1000，9000，0100，0900，0010，0090，0001，0009

过滤掉已经访问过的，在死亡列表里的。

剩下的全部入队，并深度+1.

本题需要把死亡列表deadends转换为Set，如果是List，会超时·。

AC代码：

private static class NUM {
        String str;
        int step;

        NUM(String str, int step) {
            this.str = str;
            this.step = step;
        }
    }

    private List<String> getNext(String str) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            char cur = str.charAt(i);
            char rear, front;
            if (cur == '0') {
                rear = (char) (cur + 1);
                front = '9';
            } else if (cur == '9') {
                rear = '0';
                front = (char) (cur - 1);
            } else {
                rear = (char) (cur + 1);
                front = (char) (cur - 1);
            }
            list.add(str.substring(0, i) + rear + str.substring(i + 1));
            list.add(str.substring(0, i) + front + str.substring(i + 1));
        }
        return list;
    }

    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        Set<String> dead = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
        Queue<NUM> queue = new LinkedList<>();
        Set<String> vis = new HashSet<>();
        String current = "0000";
        if (dead.contains(current) || dead.contains(target)) {
            return -1;
        }
        vis.add("0000");
        queue.offer(new NUM("0000", 0));
        while (!queue.isEmpty()) {
            NUM temp = queue.poll();
            String str = temp.str;
            int step = temp.step;
            if (str.equals(target)) {
                return step;
            }
            List<String> next = getNext(str);
            for (String s : next) {
                if (!dead.contains(s) && !vis.contains(s)) {
                    queue.offer(new NUM(s, step + 1));
                    vis.add(s);
                }
            }

        }

        return -1;
    }