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:
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。
来源:力扣(LeetCode)
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对于位置锁的每一个状态,其下一个状态总共有八种。位置锁的位数为4位,每一位可以向上或者向下移动一次,因此又8个状态。
起始状态为“0000”,将起始状态放进队列中,判断其是否是死亡数字,如果不是死亡数字同时不是目标数字,则遍历其八种情况。
因为这八种情况中有可能部分情况已经遍历过,因此需要维护一个set集合,将已经检查过的锁值存放进去,当八种状态中有部分状态已经在集合中时,则跳过这种状态。
同时存进队列中的不仅仅是每一步的位置锁的信息,同时还有这是第几步得到的状态锁。
具体Python代码如下所示:
class Solution:
def openLock(self, deadends: List[str], target: str) -> int:
def neighbors(strs): # 当前位置锁的八种状态
for i in range(len(strs)):
num = int(strs[i])
for j in [-1,+1]:
nums = (num+j)%10
yield strs[0:i] + str(nums) + strs[i+1:]
queue = collections.deque([["0000",0]]) # 队列存放的是要检索的位置锁和当前的步数
sets = set("0000") # 存放已经遍历过的位置锁状态
while queue:
strs,index = queue.popleft()
if strs in deadends: # 如果当前位置锁是死亡数字,则跳过当前数字
continue
if strs == target: # 如果当中位置锁是目标数字锁,则返回步数
return index
for num in neighbors(strs): # 遍历当前位置锁的八种状态
if num not in sets: # 如果没有被检索过,则进行检索
sets.add(num)
queue.append([num,index+1])
return -1