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LeetCode OJ 之 Word Ladder (字梯)

2019年07月18日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2815字 ⁄ 字号 评论关闭

题目:

Given two words (start and end), and a dictionary, find the length of shortest transformation sequence from start to end, such that:

  1. Only one letter can be changed at a time
  2. Each intermediate word must exist in the dictionary

给定两个单词(start 和 and ),以及一个字典,找出从 start 到 end 最短变换序列的长度。

1、一次只能改变一个字母。

2、每个中间词必须在字典中存在。

For example,

Given:
start = "hit"
end = "cog"
dict = ["hot","dot","dog","lot","log"]

As one shortest transformation is "hit" -> "hot" -> "dot" -> "dog" -> "cog",(从 hit 到 cog
,每个单词变化一个字母)

return its length 5.

Note:

  • Return 0 if there is no such transformation sequence.(如果找不到序列,则返回0)。
  • All words have the same length.(所有的单词都有相同的长度)。
  • All words contain only lowercase alphabetic characters.(所有的单词只包含小写字母)。

思路:

可以使用BFS和DFS,但是DFS会超时,具体分析请看代码。

代码1:

//BFS 1,广度优先搜索,即是(先把start入队列,作为第一层)先找到start能到达的单词(即和当前单词只差一个字母的单词),把它们全部入队列(定义为第二层),
//然后分别对第二层的单词找到它们能到达的单词,再把它们全部入队列(定义为第三层),依次类推,直到找到达到的单词为end。每遍历完一层所求长度+1.
//这里有一个问题就是重复问题,需要定义一个集合用于保存找到的所有单词,用于后续判重
class Solution {
public:
    int ladderLength(string start, string end, unordered_set<string> &dict)
	{
        if(start.size()!=end.size()) 
			return 0;
        if(start == end) 
			return 2;
        
        int min_value = 1;//存储结果长度,初始值有start,所以为1
        unordered_set<string> unique;//存储符合条件的单词,主要用于判重(判断后续查找到的单词是否重复)
        unique.insert(start);//先把第一层的单词start放入集合
        
        queue<string> que;//队列用于按层次保存单词
        que.push(start);//第一层入队列
        int q1=1;//当前层次要遍历的单词的个数,初始值为第一层,只有1个单词start
        int q2=0;//下一层要遍历的单词的个数
        
        while(q1 > 0) 
		{
            string s = que.front();
            que.pop();
            --q1;//当前层次单词少一个,q1减一次1
            //for循环是在dict中找到当前单词s所能到达的单词(即和s只差一个字母的单词),并入队列
            for(int i=0; i<s.size(); i++) 
			{
                string temp = s;
                for(char c='a'; c<='z'; c++) 
				{
					//如果当前字符和c相等,则结束下面操作,重新循环
					if(temp[i] == c)
						continue;
                    temp[i] = c;//用字符c代替temp的第i个字母,然后再判断替换后的temp是否在dict中
					
					//如果找到的单词和end相等,则结束遍历(因为求最短长度)
					if(temp == end) 
					{
						return min_value+1; 
					} 
					//替换一个字母后的单词如果在dict中,但是不在unique中,则入队列
                    if(dict.find(temp)!=dict.end() && unique.find(temp)==dict.end()) 
					{
						//把找到的单词temp放入unique中,再入队列,再把下一层要遍历的单词个数+1
						unique.insert(temp);
						que.push(temp);
						++q2;
                    }
                }
            }
            //如果当前层次的单词遍历完,min_value+1,然后把q2赋给q1,开始遍历下一层
            if(q1==0) 
			{
                q1 = q2;
                q2 = 0;
                ++min_value;
            }
        }
        return 0;
    }
};

代码2:

//法二:不用上面的方法判重,直接在dict中删除找到的单词
class Solution {
public:
    int ladderLength(string start, string end, unordered_set<string> &dict)
	{
        if(start.size()!=end.size()) 
			return 0;
        if(start == end) 
			return 2;
        
        int min_value = 1;//存储结果长度,初始值有start,所以为1
        dict.erase(start);//如果dict中存在start则先删除
        queue<string> que;//队列用于按层次保存单词
        que.push(start);//第一层入队列
        int q1=1;//当前层次要遍历的单词的个数,初始值为第一层,只有1个单词start
        int q2=0;//下一层要遍历的单词的个数
        
        while(q1 > 0 && !dict.empty()) 
		{
            string s = que.front();
            que.pop();
            --q1;//当前层次单词少一个,q1减一次1
            //for循环是在dict中找到当前单词s所能到达的单词(即和s只差一个字母的单词),并入队列
            for(int i=0; i<s.size(); i++) 
			{
                string temp = s;
                for(char c='a'; c<='z'; c++) 
				{
					//如果当前字符和c相等,则结束下面操作,重新循环
					if(temp[i] == c)
						continue;
                    temp[i] = c;//用字符c代替temp的第i个字母,然后再判断替换后的temp是否在dict中
					
					//如果找到的单词和end相等,则结束遍历(因为求最短长度)
					if(temp == end) 
					{
						return min_value+1; 
					} 
					//替换一个字母后的单词如果在dict中,但是不在unique中,则入队列
                    if(dict.find(temp)!=dict.end()) 
					{
						dict.erase(temp);//删除找到的temp
						que.push(temp);
						++q2;
                    }
                }
            }
            //如果当前层次的单词遍历完,min_value+1,然后把q2赋给q1,开始遍历下一层
            if(q1==0) 
			{
                q1 = q2;
                q2 = 0;
                ++min_value;
            }
        }
        return 0;
    }
};

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