LeetCode 127. Word Ladder

本文介绍了一种使用双向广度优先搜索算法解决单词转换问题的方法,旨在寻找从开始单词到目标单词的最短转换序列,每次仅改变一个字母,并确保每个中间单词都在给定的字典中。

(Source) Given two words (beginWord and endWord), and a dictionary’s word list, find the length of shortest transformation sequence from beginWord to endWord, such that:

  1. Only one letter can be changed at a time
  2. Each intermediate word must exist in the word list

For example,

Given:
beginWord = “hit”
endWord = “cog”
wordList = [“hot”,”dot”,”dog”,”lot”,”log”]
As one shortest transformation is “hit” -> “hot” -> “dot” -> “dog” -> “cog”,
return its length 5.

Note:

  • Return 0 if there is no such transformation sequence.
  • All words have the same length.
  • All words contain only lowercase alphabetic characters.

Solution

The idea is using Breadth-first Search, and searching from the “smaller” side in each turn.

class Solution1(object):
    def ladderLength(self, beginWord, endWord, wordList):
        """
        :type beginWord: str
        :type endWord: str
        :type wordlist: Set[str]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        st1, st2 = set([beginWord]), set([endWord])
        words = set(wordList)
        explored = set([beginWord, endWord])
        length = 2
        while True:
            if len(st1) > len(st2):
                st1, st2 = st2, st1
            st = set()
            while st1:
                s1 = st1.pop()
                for s2 in words:
                    if self.valid(s1, s2):
                        if s2 in st2:
                            return length
                        elif s2 in explored:
                            pass
                        else:
                            st.add(s2)
                            explored.add(s2)
            st1 = st
            length += 1
        return 0


    def valid(self, s1, s2):
        """
        :type s1: str
        :type s2: str
        :rtype: bool
        """
        return sum(1 for i in xrange(len(s1)) if s1[i] != s2[i]) == 1

Solution above gets an TLE, the reason is the inner while and for loop doing the Breadth-first Search. Noting that “All words contain only lowercase alphabetic characters“, above algorithm can be further optimised as below:

class Solution(object):
    def ladderLength(self, beginWord, endWord, wordList):
        """
        :type beginWord: str
        :type endWord: str
        :type wordlist: Set[str]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        st1, st2 = set([beginWord]), set([endWord])
        words = set(wordList)
        explored = set([beginWord, endWord])
        length = 2
        while st1:
            st1, st2 = sorted([st1, st2], key=len)
            st = set()
            while st1:
                s1 = st1.pop()
                arr = list(s1)
                for i in xrange(len(arr)):
                    old_ord_value = ord(arr[i])
                    for ord_value in xrange(97, 123):
                        if ord_value == old_ord_value:
                            continue
                        arr[i] = chr(ord_value)
                        s2 = ''.join(arr)
                        if s2 in st2:
                            return length
                        elif s2 not in explored and s2 in words:
                            st.add(s2)
                            explored.add(s2)
                    arr[i] = chr(old_ord_value)
            st1 = st
            length += 1
        return 0
标题基于Spring Boot的音乐播放网站设计与实现研究AI更换标题第1章引言介绍音乐播放网站的研究背景、意义、国内外现状及论文方法与创新点。1.1研究背景与意义阐述音乐播放网站在当今数字化时代的重要性与市场需求。1.2国内外研究现状分析国内外音乐播放网站的发展现状及技术特点。1.3研究方法以及创新点概述论文采用的研究方法及在设计与实现上的创新点。第2章相关理论与技术基础总结音乐播放网站设计与实现所需的相关理论和技术。2.1Spring Boot框架介绍介绍Spring Boot框架的基本原理、特点及其在Web开发中的应用。2.2音乐播放技术概述概述音乐播放的基本原理、流媒体技术及音频处理技术。2.3数据库技术选型分析适合音乐播放网站的数据库技术,如MySQL、MongoDB等。第3章系统设计详细介绍音乐播放网站的整体设计方案。3.1系统架构设计阐述系统的层次结构、模块划分及各模块的功能。3.2数据库设计介绍数据库表结构、关系及数据存储方式。3.3界面设计用户界面的设计原则、布局及交互方式。第4章系统实现详细介绍音乐播放网站的具体实现过程。4.1开发环境与工具介绍开发所需的软件、硬件环境及开发工具。4.2核心功能实现阐述音乐播放、搜索、推荐等核心功能的实现细节。4.3系统测试与优化介绍系统测试的方法、过程及性能优化策略。第5章研究结果与分析呈现音乐播放网站设计与实现的研究结果。5.1系统功能测试结果展示系统各项功能的测试结果,包括功能完整性、稳定性等。5.2用户反馈与评价收集并分析用户对音乐播放网站的使用反馈与评价。5.3对比方法分析将本设计与实现与其他类似系统进行对比分析,突出优势与不足。第6章结论与展望总结音乐播放网站设计与实现的研究成果,并展望未来发展方向。6.1研究结论概括音乐播放网站设计与实现的主要成果及创新点。6.2展望指出当前研究的不足,提出未来改进方向及可
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