题目

题目地址：https://leetcode-cn.com/problems/open-the-lock/

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:

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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:

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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:

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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:

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输入: deadends = ["0000"], target = "8888"
输出：-1

提示：

1.死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
2.目标数字 target 不会在 deadends 之中。
3.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。

答案

基于广度搜索实现

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package com.jarome.leetcode;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;

public class SolutionCenterLock {

    public static void main(String[] args) {
        String[] deadends = {"0201", "0101", "0102", "1212", "2002"};
        // String[] deadends = {"0000"};
        String target = "0202";
        SolutionCenterLock sc = new SolutionCenterLock();
        int res = sc.openLock(deadends, target);
        System.out.println(res);
    }

    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        Set<String> deadendSet = new HashSet<String>(Arrays.asList(deadends));
        String baseRec = "0000";
        Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
        queue.offer(baseRec);
        Set<String> temp = new HashSet<String>();
        temp.add(baseRec);
        int num = -1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            // 记录当前队列大小
            int thisQueueSize = queue.size();
            num++;
            // 处理这一行的数据
            for (int row = 0; row < thisQueueSize; row++) {
                String thisRec = queue.poll();
                if (deadendSet.contains(thisRec)) {
                    // 阻断，跳过
                    continue;
                }
                if (target.equals(thisRec)) {
                    return num;
                }
                // 8种可能 4个数字 加1 减1
                for (int i = 0; i < 4; i++) {
                    for (int j = 0; j < 2; j++) {
                        int ji = Integer.parseInt(String.valueOf(thisRec.charAt(i)));
                        if (j == 0) {
                            ji++;
                        } else {
                            ji--;
                        }
                        if (ji > 9) {
                            ji = 0;
                        } else if (ji < 0) {
                            ji = 9;
                        }
                        String newRec = thisRec.substring(0, i) + ji + thisRec.substring(i + 1);
                        // 该点已经操作过了。不进行操作
                        if (!temp.contains(newRec)) {
                            temp.add(newRec);
                            queue.offer(newRec);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return -1;
    }

}

执行情况：

  • 执行用时: 223 ms
  • 内存消耗: 47.2 MB