BFS算法之青蛙跳杯子（Python实现）

题目描述

X 星球的流行宠物是青蛙，一般有两种颜色：白色和黑色。
X 星球的居民喜欢把它们放在一排茶杯里，这样可以观察它们跳来跳去。
如下图，有一排杯子，左边的一个是空着的，右边的杯子，每个里边有一只青蛙。

∗WWWBBB

其中，W 字母表示白色青蛙，B 表示黑色青蛙，∗ 表示空杯子。
X 星的青蛙很有些癖好，它们只做 3 个动作之一：

1. 跳到相邻的空杯子里。
2. 隔着 1 只其它的青蛙（随便什么颜色）跳到空杯子里。
3. 隔着 2 只其它的青蛙（随便什么颜色）跳到空杯子里。

对于上图的局面，只要 1 步，就可跳成下图局面：

WWW∗BBB

本题的任务就是已知初始局面，询问至少需要几步，才能跳成另一个目标局面。

输入描述

输入为 2 行，2 个串，表示初始局面和目标局面。我们约定，输入的串的长度不超过 15。

输出描述

输出要求为一个整数，表示至少需要多少步的青蛙跳。

输入输出样例

示例

输入

*WWBB
WWBB*

输出

2

运行限制

• 最大运行时间：1s
• 最大运行内存: 256M

代码

from collections import deque

dirs = [-3 , -2 , -1 , 1 , 2 , 3]

def bfs(start , target) :
    q = deque([(start , 0)])
    # 创建一个空的集合visited，用于存储已访问的状态，避免重复访问。
    visited = set()
    # 将初始状态加入到visited集合中，表示已经访问过此状态。
    visited.add(start)
    while q :
        current , steps = q.popleft()
        if current == target :
            return steps
        empty_idx = current.index('*')
        for d in dirs :
            next_idx = empty_idx + d
            if 0 <= next_idx < len(current) :
                # 创建当前状态的一个副本new_state，并将其转换为列表，以便进行元素交换。
                new_state = list(current)
                new_state[empty_idx] , new_state[next_idx] = new_state[next_idx] , new_state[empty_idx]
                # 将列表new_state重新合并为字符串，使其可以添加到visited集合中。
                new_state = ''.join(new_state)
                if new_state not in visited :
                    visited.add(new_state)
                    q.append((new_state , steps + 1))
    return -1

if __name__ == "__main__" :
    start = input().strip()
    target = input().strip()
    print(bfs(start , target))

相关知识

1、join()函数

语法：  'sep'.join(seq)

参数说明
sep：分隔符。可以为空
seq：要连接的元素序列、字符串、元组、字典
上面的语法即：以sep作为分隔符，将seq所有的元素合并成一个新的字符串

返回值：返回一个以分隔符sep连接各个元素后生成的字符串

2、deque
deque 是Python标准库 collections 中的一个类，实现了两端都可以操作的队列，相当于双端队列，与Python的基本数据类型列表很相似。