Задача: 126. Word Ladder II
Сложность: hard

Найдите все кратчайшие пути преобразования от beginWord до endWord, изменяя по одной букве за раз, так чтобы каждое промежуточное слово было из wordList.

Пример:

Input: beginWord = "hit", endWord = "cog", wordList = ["hot","dot","dog","lot","log","cog"]
Output: [["hit","hot","dot","dog","cog"],["hit","hot","lot","log","cog"]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используем BFS, чтобы построить граф уровней (adjList) от beginWord до всех достижимых слов. Каждое слово связано с соседними словами, отличающимися на одну букву.

2⃣Удаляем слова из wordList после каждого уровня, чтобы избежать повторных посещений и гарантировать, что пути будут минимальной длины.

3⃣После BFS используем обратный backtracking от endWord к beginWord, используя построенный adjList, чтобы восстановить все возможные кратчайшие пути.

😎 Решение:

class Solution {
public:
    unordered_map<string, vector<string>> adjList;
    vector<string> currPath;
    vector<vector<string>> shortestPaths;

    vector<string> findNeighbors(string &word, unordered_set<string> &wordList) {
        vector<string> neighbors;
        for (int i = 0; i < word.size(); i++) {
            char oldChar = word[i];
            for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++) {
                if (c != oldChar) {
                    word[i] = c;
                    if (wordList.count(word)) neighbors.push_back(word);
                }
            }
            word[i] = oldChar;
        }
        return neighbors;
    }

    void backtrack(string &source, string &destination) {
        if (source == destination) {
            shortestPaths.push_back(vector<string>(currPath.rbegin(), currPath.rend()));
            return;
        }
        for (string& neighbor : adjList[source]) {
            currPath.push_back(neighbor);
            backtrack(neighbor, destination);
            currPath.pop_back();
        }
    }

    void bfs(string &beginWord, unordered_set<string> &wordList) {
        queue<string> q;
        q.push(beginWord);
        unordered_set<string> visited;
        visited.insert(beginWord);

        while (!q.empty()) {
            int size = q.size();
            unordered_set<string> thisLevelVisited;

            for (int i = 0; i < size; i++) {
                string currWord = q.front();
                q.pop();
                vector<string> neighbors = findNeighbors(currWord, wordList);

                for (string& neighbor : neighbors) {
                    if (!visited.count(neighbor)) {
                        if (!thisLevelVisited.count(neighbor)) {
                            q.push(neighbor);
                            thisLevelVisited.insert(neighbor);
                        }
                        adjList[neighbor].push_back(currWord);
                    }
                }
            }
            for (const string& word : thisLevelVisited) {
                wordList.erase(word);
                visited.insert(word);
            }
        }
    }

    vector<vector<string>> findLadders(string beginWord, string endWord, vector<string> &wordList) {
        unordered_set<string> wordSet(wordList.begin(), wordList.end());
        if (!wordSet.count(endWord)) return {};
        bfs(beginWord, wordSet);
        currPath = {endWord};
        backtrack(endWord, beginWord);
        return shortestPaths;
    }
};

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний