LeetCode 752. 打开转盘锁 (C#实现)——队列,广度优先搜索

思路：使用先进先出的队列，广度优先搜索，使用字典可大幅减少遍历时间

问题：https://leetcode-cn.com/problems/open-the-lock/submissions/

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，你需要给出最小的旋转次数，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

 

提示：

    死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
    目标数字 target 不会在 deadends 之中。
    每个 deadends 和 target 中的字符串的数字会在 10,000 个可能的情况 '0000' 到 '9999' 中产生。

GitHub实现：https://github.com/JonathanZxxxx/LeetCode/blob/master/OpenLock.cs

Blog：https://www.cnblogs.com/zxxxx/

代码实现：

　　 public class Solution
    {
        public int OpenLock(string[] deadends, string target)
        {
            //搜索次数
            int step = 0;
            var deadEndsList = deadends.Distinct().ToDictionary(q => q, q => q);
            if (deadEndsList.ContainsKey("0000")) return -1;
            //队列
            var queue = new Queue<string>();
            //已尝试组合
            var usedList = new Dictionary<string, string>();
            queue.Enqueue("0000");
            usedList.Add("0000", "0000");
            while (queue.Any())
            {
                int size = queue.Count();
                for (int i = 0; i < size; i++)
                {
                    //当前尝试密码
                    var current = queue.Peek();
                    if (current == target) return step;
                    var neighbor = GetNeighbor(current);
                    foreach (var n in neighbor)
                    {
                        if (!usedList.ContainsKey(n) && !deadEndsList.ContainsKey(n))
                        {
                            queue.Enqueue(n);
                            usedList.Add(n, n);
                        }
                    }
                    queue.Dequeue();
                }
                step += 1;
            }
            return -1;
        }

        //获取相邻的8个密码
        private List<string> GetNeighbor(string current)
        {
            var result = new List<string>();
            var value = new Dictionary<int, int>();
            for (int i = 0; i < current.Length; i++)
            {
                value.Add(i, Convert.ToInt32(current.Substring(i, 1)));
            }
            for (int i = 0; i < current.Length; i++)
            {
                var temp = GetAddSub(value[i]);
                result.Add(current.Substring(0, i) + temp[0] + current.Substring(i + 1, current.Length - i - 1));
                result.Add(current.Substring(0, i) + temp[1] + current.Substring(i + 1, current.Length - i - 1));
            }
            return result;
        }

        //获取当前数字加减后的数字
        private int[] GetAddSub(int value)
        {
            var add = value + 1;
            var sub = value - 1;
            if (add == 10) add = 0;
            if (sub == -1) sub = 9;
            return new int[] { add, sub };
        }
    }