Задача: 752. Open the Lock
Сложность: medium

Перед вами замок с 4 круглыми колесами. Каждое колесо имеет 10 слотов: '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'. Колеса могут свободно вращаться и оборачиваться: например, мы можем повернуть "9" так, чтобы получился "0", или "0" так, чтобы получился "9". Каждый ход состоит из поворота одного колеса на один слот. Изначально замок начинается с '0000', строки, представляющей состояние 4 колес. Вам дан список тупиков, то есть если замок отобразит любой из этих кодов, колеса замка перестанут вращаться, и вы не сможете его открыть. Учитывая цель, представляющую значение колес, которое позволит отпереть замок, верните минимальное общее количество оборотов, необходимое для открытия замка, или -1, если это невозможно.

Пример:

Input: deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
Output: 6

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте алгоритм BFS для поиска кратчайшего пути от начального состояния '0000' до целевого состояния, избегая тупиков. Инициализируйте очередь с начальным состоянием '0000' и начальным шагом 0. Используйте множество для отслеживания посещенных состояний, чтобы избежать повторного посещения одного и того же состояния.

2⃣Для каждого состояния в очереди: Проверьте все возможные переходы на следующий шаг, вращая каждое колесо на +1 и -1. Если найденное состояние является целевым, верните количество шагов. Если найденное состояние не является тупиком и не было посещено ранее, добавьте его в очередь и отметьте как посещенное.

3⃣Если очередь пуста и целевое состояние не найдено, верните -1.

😎 Решение:

import java.util.*;

public class Solution {
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        Set<String> dead = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("0000");
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        visited.add("0000");
        int steps = 0;

        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                String node = queue.poll();
                if (node.equals(target)) {
                    return steps;
                }
                if (dead.contains(node)) {
                    continue;
                }
                for (String neighbor : neighbors(node)) {
                    if (!visited.contains(neighbor)) {
                        visited.add(neighbor);
                        queue.offer(neighbor);
                    }
                }
            }
            steps++;
        }
        return -1;
    }

    private List<String> neighbors(String node) {
        List<String> res = new ArrayList<>();
        char[] nodeArray = node.toCharArray();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            char original = nodeArray[i];
            nodeArray[i] = original == '9' ? '0' : (char) (original + 1);
            res.add(new String(nodeArray));
            nodeArray[i] = original == '0' ? '9' : (char) (original - 1);
            res.add(new String(nodeArray));
            nodeArray[i] = original;
        }
        return res;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний