752. 打开转盘锁

难度中等422

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*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，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。

 

示例 1:

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:

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:

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:

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

class Solution 
{
public:
    int openLock(vector<string>& deadends, string target) 
    {
        unordered_set<string> us(deadends.begin(), deadends.end());
        if (us.find("0000") != us.end())
            return -1;
        
        unordered_set<string> visited;
        unordered_set<string> q1;
        unordered_set<string> q2;

        visited.insert("0000");
        q1.insert("0000");
        q2.insert(target);
        int step = 0;
        while (!q1.empty() && !q2.empty()) {
            unordered_set<string> temp;
            if (q2.size() < q1.size()) {
                swap(q1,q2);
            }
            
            for(auto cur : q1) {
                
                if (q2.find(cur) != q2.end()) {
                    return step;
                }
                visited.insert(cur);
                
                for (int j = 0; j < 4; j++) {
                    string y = plus_one(cur, j);
                    if (us.find(y) == us.end() && visited.find(y) == visited.end()) {
                        temp.insert(y);
                    }
                    string y2 = sub_one(cur, j);
                    if (us.find(y2) == us.end() && visited.find(y2) == visited.end()){
                        temp.insert(y2);
                    }
                }
            }
            step ++;
            q1 = q2;
            q2 = temp;
        }
        return -1;
    }


    string plus_one(string s, int i) {   
        if (s[i]== '9') s[i]='0';
        else s[i]++;
        return s;
    }

    string sub_one(string s, int i) {
        if (s[i]=='0') s[i] = '9';
        else s[i]--;
        return s;
    }
};

 

class Solution 
{
public:
    int openLock(vector<string>& deadends, string target) 
    {
        unordered_set<string> us(deadends.begin(), deadends.end());
        if (us.find("0000") != us.end())
            return -1;
        
        unordered_set<string> visited;
        queue<string> q;
        visited.insert("0000");
        q.push("0000");
        int step = 0;
        while (!q.empty()) {
            int sz = q.size();
            for(int i = 0 ; i< sz; i++){
                string cur = q.front(); q.pop();
                if (cur == target)
                    return step;
                for (int j = 0; j < 4; j++) {
                    string y = plus_one(cur, j);
                    if (us.find(y) == us.end() && visited.find(y) == visited.end()) {
                        visited.insert(y);
                        q.push(y);
                    }
                    string y2 = sub_one(cur, j);
                    if (us.find(y2) == us.end() && visited.find(y2) == visited.end()){
                        visited.insert(y2);
                        q.push(y2);
                    }
                }
            }
            step ++;
        }
        return -1;
    }


    string plus_one(string s, int i) {   
        if (s[i]== '9') s[i]='0';
        else s[i]++;
        return s;
    }

    string sub_one(string s, int i) {
        if (s[i]=='0') s[i] = '9';
        else s[i]--;
        return s;
    }
};