leetcode752. 打开转盘锁

题目描述

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。

题解

利用BFS的思想，从起点开始遍历，逐层获取可达的节点，当第一次出现目标节点时即为最优解。

class Solution {
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        Set<String> deadendSet = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
        String root = "0000";
        if (target.equals(root)){
            return 0;
        }
        if (deadendSet.contains(root)){
            return -1;
        }
        Set<String> alreadySet = new HashSet<>();
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        alreadySet.add(root);
        int step = -1;
        while (!queue.isEmpty()){
            step++;
            int size = queue.size();
            for (int i = 0;i < size;i++){
                String now = queue.poll();
                if (target.equals(now)){
                    return step;
                }else {
                    List<String> nexts = getNexts(now);
                    for (String s : nexts){
                        if (deadendSet.contains(s)){
                            continue;
                        }
                        else if (alreadySet.contains(s)){
                            continue;
                        }
                        else {
                            queue.add(s);
                            alreadySet.add(s);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return -1;
    }

    public List<String> getNexts(String now){
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0;i < now.length();i++){
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(now);
            stringBuilder.setCharAt(i, (now.charAt(i) == '0') ? '9' : (char) (now.charAt(i) - 1));
            list.add(stringBuilder.toString());
            stringBuilder.setCharAt(i,now.charAt(i) == '9' ? '0' : (char)(now.charAt(i) + 1));
            list.add(stringBuilder.toString());
        }
        return list;
    }
}