剑指 Offer II 109. 开密码锁

剑指 Offer II 109. 开密码锁

一个密码锁由 4 个环形拨轮组成，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，请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 。

• 将(0000, 0)加入队列，并使用该队列进行广度优先搜索。
• 设当前搜索到的数字为status，旋转的次数为step，我们可以枚举status 通过一次旋转得到的数字。
• 设其中的某个数字为next_status，
• 如果其没有被搜索过，我们就将(next_status,step+1) 加入队列。
• 如果搜索到了target，我们就返回其对应的旋转次数。
• 为了避免搜索到死亡数字，使用Map存储 deadends 中的所有元素，在搜索的过程中，可以判断一个数字是否为死亡数字。同时，还需要一个Map存储所有搜索到的状态，避免重复搜索。

var openLock = function (deadends, target) {
    if (target === '0000') {
        return 0;
    }
    var dead = new Set(deadends);
    if (dead.has("0000")) {
        return -1;
    }
    var step = 0;
    var queue = [];
    queue.push("0000");
    var seen = new Set();
    seen.add("0000");
    while (queue.length) {
        ++step;
        var size = queue.length;
        for (var i = 0; i < size; ++i) {
            var status = queue.shift();
            for (var nextStatus of get(status)) {
                if (!seen.has(nextStatus) && !dead.has(nextStatus)) {
                    if (nextStatus === target) {
                        return step;
                    }
                    queue.push(nextStatus);
                    seen.add(nextStatus);
                }
            }
        }
    }

    return -1;
};
var numPrev = (x) => {
    return x === '0' ? '9' : (parseInt(x) - 1) + '';
}
var numSucc = (x) => {
    return x === '9' ? '0' : (parseInt(x) + 1) + '';
}
// 枚举 status 通过一次旋转得到的数字
var get = (status) => {
    var ret = [];
    var array = Array.from(status);
    for (var i = 0; i < 4; ++i) {
        var num = array[i];
        array[i] = numPrev(num);
        ret.push(array.join(''));
        array[i] = numSucc(num);
        ret.push(array.join(''));
        array[i] = num;
    }
    return ret;
}

代码调试

var deadends = ["0201", "0101", "0102", "1212", "2002"], target = "0202"
console.log(openLock(deadends, target));