LC.P127[单词接龙]

LC.P127[单词接龙]

题目描述

字典 wordList 中从单词 beginWord 和 endWord 的 转换序列 是一个按下述规格形成的序列 beginWord -> s1 -> s2 -> ... -> sk：

• 每一对相邻的单词只差一个字母。
• 对于 1 <= i <= k 时，每个 si 都在 wordList中。注意， beginWord 不需要在 wordList 中。
• sk == endWord

给你两个单词 beginWord和 endWord 和一个字典 wordList ，返回 从 beginWord 到 endWord 的 最短转换序列 中的 单词数目 。如果不存在这样的转换序列，返回 0。

示例 1：

输入：beginWord = “hit”, endWord = “cog”, wordList = [“hot”,”dot”,”dog”,”lot”,”log”,”cog”]
输出：5
解释：一个最短转换序列是 “hit” -> “hot” -> “dot” -> “dog” -> “cog”, 返回它的长度 5。

示例 2：

输入：beginWord = “hit”, endWord = “cog”, wordList = [“hot”,”dot”,”dog”,”lot”,”log”]
输出：0
解释：endWord “cog” 不在字典中，所以无法进行转换。

提示：

• 1 <= beginWord.length <= 10
• endWord.length == beginWord.length
• 1 <= wordList.length <= 5000
• wordList[i].length == beginWord.length
• beginWord、endWord 和 wordList[i] 由小写英文字母组成
• beginWord != endWord
• wordList 中的所有字符串 互不相同

方法一：BFS

class Solution {
    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        if (!wordList.contains(endWord)) return 0;
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        Deque<String> queue = new ArrayDeque<>();
        visited.add(beginWord);
        queue.offer(beginWord);
        int ans = 1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            ++ans;
            for (int i = 0; i < size; ++i) {
                String start = queue.poll();
                for (String s : wordList) {
                    if (visited.contains(s)) continue; // 已经访问过，跳过
                    if (!canConvert(start, s)) continue; // 不能转换，跳过
                    if (s.equals(endWord)) return ans;
                    visited.add(s);
                    queue.offer(s);
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    private boolean canConvert(String start, String end) {
        int cnt = 0;
        for (int i = 0; i < start.length(); ++i) {
            if (start.charAt(i) != end.charAt(i)) ++cnt;
            if (cnt > 1) return false;
        }
        return true;
    }
}

方法二：BFS(优化visited)

class Solution {
    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        if (!wordList.contains(endWord)) return 0;
        boolean[] visited = new boolean[wordList.size()];
        int index = wordList.indexOf(beginWord);
        if (index != -1) visited[index] = true;
        Deque<String> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.offer(beginWord);
        int ans = 1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            ++ans;
            for (int i = 0; i < size; ++i) {
                String start = queue.poll();
                for (int j = 0; j < wordList.size(); ++j) {
                    if (visited[j]) continue; // 已经访问过，跳过
                    String s = wordList.get(j);
                    if (!canConvert(start, s)) continue; // 不能转换，跳过
                    if (s.equals(endWord)) return ans;
                    visited[j] = true;
                    queue.offer(s);
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    private boolean canConvert(String start, String end) {
        int cnt = 0;
        for (int i = 0; i < start.length(); ++i) {
            if (start.charAt(i) != end.charAt(i)) ++cnt;
            if (cnt > 1) return false;
        }
        return true;
    }
}

方法三：双向BFS

class Solution {
    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        int index = wordList.indexOf(endWord);
        if (index == -1) return 0;

        wordList.add(beginWord);
        Deque<String> queue1 = new ArrayDeque<>();
        Deque<String> queue2 = new ArrayDeque<>();
        Set<String> visited1 = new HashSet<>();
        Set<String> visited2 = new HashSet<>();
        queue1.offer(beginWord);
        queue2.offer(endWord);
        visited1.add(beginWord);
        visited2.add(endWord);

        int ans = 1;
        Set<String> wordSet = new HashSet<>(wordList);

        while (!queue1.isEmpty() && !queue2.isEmpty()) {
            ++ans;
            // 从节点更少的一端开始遍历
            if (queue1.size() > queue2.size()) {
                Deque<String> tmp = queue1;
                queue1 = queue2;
                queue2 = tmp;
                Set<String> t = visited1;
                visited1 = visited2;
                visited2 = t;
            }
            int size1 = queue1.size();
            while (size1-- > 0) {
                String s = queue1.poll();
                char[] chars = s.toCharArray();
                for (int i = 0; i < s.length(); ++i) {
                    // 保存第i位的原始字符
                    char c0 = chars[i];
                    for (char c = 'a'; c <= 'z'; ++c) {
                        chars[i] = c;
                        String newString = new String(chars);
                        if (visited1.contains(newString)) continue; // 已经访问过了，跳过
                        if (visited2.contains(newString)) return ans; // 两端遍历相遇，结束遍历，返回 count
                        // 如果单词在列表中存在，将其添加到队列，并标记为已访问
                        if (wordSet.contains(newString)) {
                            queue1.offer(newString);
                            visited1.add(newString);
                        }
                    }
                    // 恢复第i位的原始字符
                    chars[i] = c0;
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}