leetcode-815-公交路线

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[题目描述]

给你一个数组 routes ，表示一系列公交线路，其中每个 routes[i] 表示一条公交线路，第 i 辆公交车将会在上面循环行驶。 


 例如，路线 routes[0] = [1, 5, 7] 表示第 0 辆公交车会一直按序列 1 -> 5 -> 7 -> 1 -> 5 -> 7 -> 1 
-> ... 这样的车站路线行驶。 


 现在从 source 车站出发（初始时不在公交车上），要前往 target 车站。 期间仅可乘坐公交车。 

 求出 最少乘坐的公交车数量 。如果不可能到达终点车站，返回 -1 。 



 示例 1： 


输入：routes = [[1,2,7],[3,6,7]], source = 1, target = 6
输出：2
解释：最优策略是先乘坐第一辆公交车到达车站 7 , 然后换乘第二辆公交车到车站 6 。 


 示例 2： 


输入：routes = [[7,12],[4,5,15],[6],[15,19],[9,12,13]], source = 15, target = 12
输出：-1




 提示： 


 1 <= routes.length <= 500. 
 1 <= routes[i].length <= 105 
 routes[i] 中的所有值 互不相同 
 sum(routes[i].length) <= 105 
 0 <= routes[i][j] < 106 
 0 <= source, target < 106 

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[思路介绍]

思路一：BFS

• 分析题意可以很快的想到DFS或者BFS解决，因为本题只需要考虑选择的公交车线路数量，不需要考虑站点路线，所以用广度优先即可，最先遍历到的一定是最短的
• 考虑题解的时候有如下问题：
  • 因为最开始不在公交车上且在1站台，需要考虑是否routes[0]包含1站台，当然这只是一个前提条件并不影响后续的解题过程，不失一般性的我们假设第一条线路一定包含起始站台
• 首先确认链路关系，将所有线路和线路中的包含的站台存入map，key为线路索引，value为站台组成的set
• 然后依次遍历所有map，当有线路包含source站台的时候存入deque作为BFS遍历的跟节点
• 定义另一个map存入转移到当前线路的step，key为当前线路索引，value为step
• 接下来就是常规的BFS解析了
• 需要注意的是本题有两个边界情况
  • 起始和终点在一条线路上，直接返回0，虽然我觉得这个边界和题目描述的初始不在公交车上有冲突
  • 所有线路没有起点站台

public int numBusesToDestination(int[][] routes, int source, int target) {

            //确立所有线路的包含关系
            Map<Integer, Set<Integer>> map = new HashMap<>();
            for (int i = 0; i < routes.length; i++) {
                Set<Integer> set = new HashSet<>();
                for (int j = 0; j < routes[i].length; j++) {
                    set.add(routes[i][j]);
                }
                map.put(i, set);
            }

            //存储线路索引
            Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
            //记录到当前站点的线路数量
            Map<Integer, Integer> res = new HashMap<>();
            //确立初始站台
            for (Integer i : map.keySet()) {
                if (map.get(i).contains(source)) {
                    deque.add(i);
                    res.put(i, 1);
                }
            }
            //corner case
            if (deque.isEmpty()){
                return -1;
            }
            if (target==source){
                return 0;
            }
            while (!deque.isEmpty()) {
                int temp = deque.poll();
                int step = res.get(temp);
                for (int i : map.get(temp)) {
                    if (i == target) {
                        return step;
                    }
                    for (int line : map.keySet()) {
                        //包含当前节点的线路全部加入到deque中继续广度优先遍历
                        if (res.containsKey(line)) {
                            continue;
                        }
                        if (map.get(line).contains(i)) {
                            deque.add(line);
                            res.put(line, step + 1);
                        }
                    }

                }
            }
            return -1;

        }

时间复杂度O($\sum_{0}^{n}routes+n^2$)

n为线路数，求和公式为每条线路上站台的数量和