Day63 单词接龙

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：

序列中第一个单词是 beginWord 。
序列中最后一个单词是 endWord 。
每次转换只能改变一个字母。
转换过程中的中间单词必须是字典 wordList 中的单词。
给你两个单词 beginWord 和 endWord 和一个字典 wordList ，找到从 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。

https://leetcode-cn.com/problems/word-ladder/

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

Java解法

思路：

• 理解起来有些困难，大概意思可以找出以下条件

  • wordlist需要包含除beginWord的所有转换单词
  • 每次更改一个字母，每个字符串位数一定相等
  • 第一次遍历找到可以b->b1的所有单词以及c->c1(倒退)，判断b1 c1是否有重合或公有部分进行转换，有则表明最短路径在这些数据当中，否则继续后续遍历
  • ... 多次遍历后，无法匹中时进行，想法有这些，但没有办法输出成算法

• 不太懂，只能看看官方解，这里抽象成了图的概念（没掌握图相关的知识）

  • 能变化的单词中间构建路径，通过图可以直观看到到达的路径，在通过广度优先搜索处理

package sj.shimmer.algorithm.m3_2021;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;

/**
 * Created by SJ on 2021/3/31.
 */

class D63 {
    public static void main(String[] args) {

    }

    Map<String, Integer> wordId = new HashMap<String, Integer>();
    List<List<Integer>> edge = new ArrayList<List<Integer>>();
    int nodeNum = 0;

    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        for (String word : wordList) {
            addEdge(word);
        }
        addEdge(beginWord);
        if (!wordId.containsKey(endWord)) {
            return 0;
        }
        int[] dis = new int[nodeNum];
        Arrays.fill(dis, Integer.MAX_VALUE);
        int beginId = wordId.get(beginWord), endId = wordId.get(endWord);
        dis[beginId] = 0;

        Queue<Integer> que = new LinkedList<Integer>();
        que.offer(beginId);
        while (!que.isEmpty()) {
            int x = que.poll();
            if (x == endId) {
                return dis[endId] / 2 + 1;
            }
            for (int it : edge.get(x)) {
                if (dis[it] == Integer.MAX_VALUE) {
                    dis[it] = dis[x] + 1;
                    que.offer(it);
                }
            }
        }
        return 0;
    }

    public void addEdge(String word) {
        addWord(word);
        int id1 = wordId.get(word);
        char[] array = word.toCharArray();
        int length = array.length;
        for (int i = 0; i < length; ++i) {
            char tmp = array[i];
            array[i] = '*';
            String newWord = new String(array);
            addWord(newWord);
            int id2 = wordId.get(newWord);
            edge.get(id1).add(id2);
            edge.get(id2).add(id1);
            array[i] = tmp;
        }
    }

    public void addWord(String word) {
        if (!wordId.containsKey(word)) {
            wordId.put(word, nodeNum++);
            edge.add(new ArrayList<Integer>());
        }
    }
}

image

官方解

https://leetcode-cn.com/problems/word-ladder/solution/dan-ci-jie-long-by-leetcode-solution/

1. 广度优先搜索 + 优化建图

   详见链接答案

2. 双向广度优先搜索

   双向搜索提升效率