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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”

输入: deadends = [“8888”], target = “0009”

输入: deadends = [“8887”,“8889”,“8878”,“8898”,“8788”,“8988”,“7888”,“9888”], target = “8888”

输入: deadends = [“0000”], target = “8888”

解题思路（）

BFS

class Solution{   	// 将 s[j] 向上拨动一次	String plusOne(String s, int j) {   	    char[] ch = s.toCharArray();	    if (ch[j] == '9')	        ch[j] = '0';	    else	        ch[j] += 1;	    return new String(ch);	}	// 将 s[i] 向下拨动一次	String minusOne(String s, int j) {   	    char[] ch = s.toCharArray();	    if (ch[j] == '0')	        ch[j] = '9';	    else	        ch[j] -= 1;	    return new String(ch);	}		int openLock(String[] deadends, String target) {   	    // 记录需要跳过的死亡密码	    Set
   
     deads = new HashSet<>();	    for (String s : deadends) deads.add(s);	    // 记录已经穷举过的密码，防止走回头路	    Set
    
      visited = new HashSet<>();	    Queue
     
       q = new LinkedList<>();	    // 从起点开始启动广度优先搜索	    int step = 0;	    q.offer("0000");	    visited.add("0000");	    	    while (!q.isEmpty()) {   	        int sz = q.size();	        /* 将当前队列中的所有节点向周围扩散 */	        for (int i = 0; i < sz; i++) {   	            String cur = q.poll();	            	            /* 判断是否到达终点 */	            if (deads.contains(cur))	                continue;	            if (cur.equals(target))	                return step;	            	            /* 将一个节点的未遍历相邻节点加入队列 */	            for (int j = 0; j < 4; j++) {   	                String up = plusOne(cur, j);	                if (!visited.contains(up)) {   	                    q.offer(up);	                    visited.add(up);	                }	                String down = minusOne(cur, j);	                if (!visited.contains(down)) {   	                    q.offer(down);	                    visited.add(down);	                }	            }	        }	        /* 在这里增加步数 */	        step++;	    }	    // 如果穷举完都没找到目标密码，那就是找不到了	    return -1;	}}
     
    
   

双向BFS

class Solution{   	// 将 s[j] 向上拨动一次	String plusOne(String s, int j) {   	    char[] ch = s.toCharArray();	    if (ch[j] == '9')	        ch[j] = '0';	    else	        ch[j] += 1;	    return new String(ch);	}	// 将 s[i] 向下拨动一次	String minusOne(String s, int j) {   	    char[] ch = s.toCharArray();	    if (ch[j] == '0')	        ch[j] = '9';	    else	        ch[j] -= 1;	    return new String(ch);	}	int openLock(String[] deadends, String target) {   	    Set
   
     deads = new HashSet<>();	    for (String s : deadends) deads.add(s);	    // 用集合不用队列，可以快速判断元素是否存在	    Set
    
      q1 = new HashSet<>();	    Set
     
       q2 = new HashSet<>();	    Set
      
        visited = new HashSet<>();	    	    int step = 0;	    q1.add("0000");	    q2.add(target);	    	    while (!q1.isEmpty() && !q2.isEmpty()) {   	        // 哈希集合在遍历的过程中不能修改，用 temp 存储扩散结果	        Set
       
         temp = new HashSet<>();		        /* 将 q1 中的所有节点向周围扩散 */	        for (String cur : q1) {   	            /* 判断是否到达终点 */	            if (deads.contains(cur))	                continue;	            if (q2.contains(cur))	                return step;	            visited.add(cur);		            /* 将一个节点的未遍历相邻节点加入集合 */	            for (int j = 0; j < 4; j++) {   	                String up = plusOne(cur, j);	                if (!visited.contains(up))	                    temp.add(up);	                String down = minusOne(cur, j);	                if (!visited.contains(down))	                    temp.add(down);	            }	        }	        /* 在这里增加步数 */	        step++;	        // temp 相当于 q1	        // 这里交换 q1 q2，下一轮 while 就是扩散 q2	        q1 = q2;	        q2 = temp;	    }	    return -1;	}}