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leetcode在线oj题——打开轮盘锁

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，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。

题目示例

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。

题目提示

• 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

解题思路

使用广度优先搜索将所有情况遍历出来

创建一个队列queue，将起始位置放进队列
首先从起始位置出发，将其从队列中拿出来，将其所有位置的字符向上波动或向下波动，如果不是死亡位置并且没有被遍历过，就放入队列中，step++

然后再将队列中所有元素都拿出来，分别对其每个位置都向上波动或向下波动，如果匹配target则直接返回step，如果不是死亡位置并且没有被遍历过就放入队列中，step++

一直重复上述操作，直到队列为空都没有找到target，说明无法达到目标，返回-1

代码

class Solution {
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        HashSet<String> deadDict = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < deadends.length; i++) {
            deadDict.add(deadends[i]);
        }
        HashSet<String> isUsed = new HashSet<>();
        
        if(deadDict.contains("0000")){
            return -1;
        }

        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("0000");
        isUsed.add("0000");
        int step = 0;
        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            while (size != 0){
                String curString = queue.poll();
                if(curString.equals(target)){
                    return step;
                }
                
                for (int i = 0; i < curString.length(); i++) {
                    char ch1 = curString.charAt(i);
                    char ch2 = curString.charAt(i);
                    
                    //向下波动或者向上波动
                    if(ch1 == '9'){
                        ch1 = '0';
                    } else {
                        ch1++;
                    }
                    
                    if(ch2 == '0'){
                        ch2 = '9';
                    } else {
                        ch2--;
                    }
                    
                    StringBuffer sb1 = new StringBuffer(curString);
                    StringBuffer sb2 = new StringBuffer(curString);
                    sb1.setCharAt(i, ch1);
                    sb2.setCharAt(i, ch2);
                    
                    if(!deadDict.contains(sb1.toString()) && !isUsed.contains(sb1.toString())){
                        queue.offer(sb1.toString());
                        isUsed.add(sb1.toString());
                    }
                    if(!deadDict.contains(sb2.toString()) && !isUsed.contains(sb2.toString())){
                        queue.offer(sb2.toString());
                        isUsed.add(sb2.toString());
                    } 
                }
                size--;
            }
            step++;
        }
        return -1;
    }
}