leetcode 752. 打开转盘锁 c代码

先看题目：

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。例子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。例子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"。

在做队列的专项的时候遇到，思考了20分钟左右无任何方案，搜了B站花花酱的视频讲解才搞懂(https://www.bilibili.com/video/av31636797?t=385)。

这道题算是典型的无向图问题，每个数字表示图中一个节点，"0000"表示根节点，每个节点由四位数组成，其中每个数每次转动存在两种变形，所以一次转动，节点有八个子节点，如下图：

将待遍历的节点添加到队列中，遍历完成，则将节点添加到死节点数组中。从图中可看出，第一次遍历有八种可能，如果某个节点和目标节点相等，则返回当前深度即可，不等的话，如果没有访问过它或者死节点数组中没有它，即我们需要去遍历它的子节点，这时候将它加入到队列里，以待访问它的子节点。同时将它加入到死节点数组中，防止后续重复访问该节点。因为遍历每一层的时候，都会更新队列，所以一开始就要知道每层遍历的数量。c语言不像其它高级语言，有现成的队列结构拿来使用，需要自己实现，此外，死节点数组使用了哈希数组，因为每个节点都是10000以内的一个数字，如果使用strcmp的话耗时可能更久。

下面是c代码的解法，只看最下面的核心函数即可，前面代码时关于队列和哈希表的，可略过：

/* BFS求解 */#define MAX 10001//循环队列
struct queue {int head, end, length;char a[10001][5];
};//入队
int enQueue(struct queue *q, char *n)
{if (q->length >= MAX - 1)return -1;else{strcpy(q->a[q->end], n);q->end = (q->end + 1) % MAX;q->length++;return 0;}
}//出队
int deQueue(struct queue *q, char *n)
{if (q->length == 0)return -1;else{strcpy(n, q->a[q->head]);q->length--;q->head = (q->head + 1) % MAX;}return 0;
}//获取队列长度
int queueLength(struct queue *q)
{return q->length;
}//判断队列是否为空
int isQueueEmpty(struct queue *q)
{if (q->length == 0)return 1;elsereturn 0;
}//判断t是否在head中
int inDead(int *dead, char *t)
{int i, v;for (i = 0, v = 0; i < 4; i++)v = v * 10 + (t[i] - '0');if (dead[v] == 1)return 1;elsereturn 0;}//添加到哈希队列中
void enDead(int *dead, char *t)
{int i, v;for (i = 0, v = 0; i < 4; i++)v = v * 10 + (t[i] - '0');dead[v] = 1;return ;
}int openLock(char ** deadends, int deadendsSize, char * target){int i,j,k, ret, len, steps = 0;char start[] = "0000", n[5] = {0}, curr[5] = {0};struct queue *q;q = (struct queue *)malloc(sizeof(struct queue));if (!q) exit(1);q->length = q->head = q->end = 0;int dead[10000] = {0};for (i = 0; i < deadendsSize; i++)enDead(dead, deadends[i]);if (inDead(dead, start))return -1;enQueue(q, start);while(!isQueueEmpty(q)){++steps;len = queueLength(q);for (k = 0; k < len; k++){deQueue(q, curr);            for (i = 0; i < 4; i++){for (j = -1; j < 2; j+=2){strcpy(n, curr);n[i] = (n[i] - '0' + j + 10)%10 + '0';if (!strcmp(n, target)) return steps;if (inDead(dead, n)) continue;enQueue(q, n);enDead(dead,n);}}}}return -1;
}

参考资料：

1. https://www.bilibili.com/video/av31636797?t=385

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