BFS广度优先之打开转盘锁

ゝ一世哀愁。 2023-09-30 22:20 4阅读 0赞

[752. 打开转盘锁][752.]

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，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，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。
     
    提示：
    
    1 <= deadends.length <= 500
    deadends[i].length == 4
    target.length == 4
    target 不在 deadends 之中
    target 和 deadends[i] 仅由若干位数字组成

题解：

class Solution:
        def openLock(self, deadends: List[str], target: str) -> int:
            if target == "0000":
                return 0
    
            visited = {
        "0000"}  # 记录已经穷举过的密码，防止走回头路
            q = ["0000"]
            step = 0    # 步数
    
            while q:
                for i in range(len(q)):
                    num = q.pop()
    
                    # 若刚好是目标就退出
                    if num == target:
                        return step
    
                    if num in deadends:
                        continue
    
                    # 拨动密码锁，将一个节点的未遍历相邻节点加入队列
                    for j in range(4):
                        # 向上拨动
                        up = self.plus_one(num, j)
    
                        # 向下拨动
                        down = self.minus_one(num, j)
    
                        # 若已经访问过则不添加到 visited
                        if up not in visited:
                            q.insert(0, up)
                            visited.add(up)
                            
                        if down not in visited:
                            q.insert(0, down) 
                            visited.add(down)
                            
                # 增加步数
                step += 1
    
            return -1 
    
        def plus_one(self, num, j):
            a = list(num)
            if a[j] == "9":
                a[j] = "0"
            else:
                a[j] = str(int(a[j]) + 1)
    
            return "".join(a)
    
        def minus_one(self, num, j):
            a = list(num)
            if a[j] == "0":
                a[j] = "9"
            else:
                a[j] = str(int(a[j]) -1)
    
            return "".join(a)

> 参考：[BFS 算法框架套路详解][BFS]

[752.]: https://leetcode.cn/problems/open-the-lock/
[BFS]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxODQxMDM0Mw==&mid=2247485134&idx=1&sn=fd345f8a93dc4444bcc65c57bb46fc35&scene=21#wechat_redirect