leetcode —— 752. 打开转盘锁

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
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