leetcode 752 開啟轉盤鎖

752. 開啟轉盤鎖

你有乙個帶有四個圓形撥輪的轉盤鎖。每個撥輪都有10個數字：『0』, 『1』, 『2』, 『3』, 『4』, 『5』, 『6』, 『7』, 『8』, 『9』。每個撥輪可以自由旋**例如把『9』變為『0』，『0』變為『9』。每次旋轉都只能旋轉乙個撥輪的一位數字。

鎖的初始數字為『0000』，乙個代表四個撥輪的數字的字串。

列表 deadends 包含了一組死亡數字，一旦撥輪的數字和列表裡的任何乙個元素相同，這個鎖將會被永久鎖定，無法再被旋轉。

字串 target 代表可以解鎖的數字，你需要給出最小的旋轉次數，如果無論如何不能解鎖，返回 -1。

示例 1:

輸入：deadends = [「0201」,「0101」,「0102」,「1212」,「2002」], target = 「0202」

輸出：6

解釋：可能的移動序列為「0000」 -> 「1000」 -> 「1100」 -> 「1200」 -> 「1201」 -> 「1202」 -> 「0202」。

注意「0000」 -> 「0001」 -> 「0002」 -> 「0102」 -> 「0202」這樣的序列是不能解鎖的，

因為當撥動到「0102」時這個鎖就會被鎖定。

示例 2:

輸入: deadends = [「8888」], target = 「0009」

輸出：1

解釋：把最後一位反向旋轉一次即可「0000」 -> 「0009」。

示例 3:

輸入: deadends = [「8887」,「8889」,「8878」,「8898」,「8788」,「8988」,「7888」,「9888」], target = 「8888」

輸出：-1

解釋：無法旋轉到目標數字且不被鎖定。

示例 4:

輸入: deadends = [「0000」], target = 「8888」

輸出：-1

鎖盤有四個鍵，每乙個鍵每一有兩種變換的可能，所以個原始輸入進去，會產生8個後續的變化可能。

但是我們有乙個死區dead,和乙個走過的數字visited。這兩類內的數字就不能在實際產生並且加入到queue佇列中。

下面是一種單向的bfs方法求解的過程：

class
solution
:def
openlock
(self, deadends: list[
str]
, target:
str)
->
int:
if'0000'
in deadends:
return-1
queue = collections.deque(
)'0000'
)#加入佇列
visited =
set(
)#建立乙個集合，儲存走過的路，防止往回走
step =
1while queue:
for i in
range
(len
(queue)):
#每次需要迴圈多少次
cur = queue.popleft(
)for j in
range(4
):#由於有四個滑動鍵，每乙個有兩種變換(加減)
for k in[-
1,1]
: tempcur = cur[
:j]+
str(
(int
(cur[j]
)+k+10)
%10)+ cur[j+1:
]if tempcur not
in deadends:
if tempcur == target:
return step
if tempcur not
in visited:
#沒有走過，加入到佇列
visited.add(tempcur)
#加入走過的集合
step +=
1return
-1

這裡我們還考慮是否能使用雙向的bfs，因為雙向的bfs的使用條件是，我們必須直到起始點和終點。有了這兩個點的資訊，我們才能夠雙向的往中間靠，減少複雜度和計算時間。

雙向bfs和單向bfs在程式上的區別就是，雙向的bfs,我們設定的資料型別是list, list也可以左右pop。

其次，最重要的是：我們在每次遍歷bfs的時候，我們都是遍歷的queue, 每次結束遍歷的的時候，我們queue2 - > queue，把目標列表賦值給起始列表，其實列表的下一批結果賦值給目標列表。

這樣做的目的就是，單次交叉bfs,減少中間過程產生的結果。並且每次都只迴圈乙個列表，減少了程式的複雜度。

class
solution
:def
openlock
(self, deadends: list[
str]
, target:
str)
->
int:
if'0000'
in deadends:
return-1
queue =
'0000'
)#加入佇列
deadends =
set(deadends)
queue2 =
[target]
visited =
set(
)#建立乙個集合，儲存走過的路，防止往回走
visited.add(
'0000'
) step =
1while queue and queue2:
qlen =
len(queue)
tempset =
#設定本次queue的下一批可能節點，最後賦值給queue2，交叉bfs
for i in
range
(qlen)
:#每次需要迴圈多少次
cur = queue.pop(0)
for j in
range(4
):for k in[-
1,1]
: tempcur = cur[
:j]+
str(
(int
(cur[j]
)+k+10)
%10)+ cur[j+1:
]if tempcur not
in deadends:
if tempcur in queue2:
return step
if tempcur not
in visited:
#沒有走過，加入到佇列
visited.add(tempcur)
#加入走過的集合
step +=
1 queue = queue2#目標值queue2列表賦值給queue
queue2 = tempset#本次queue的下一批節點賦值給queue2
return
-1

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開啟轉盤鎖（LeetCode 752）

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