LeetCode 773 滑动谜题[BFS] HERODING的LeetCode之路

Posted 2021-06-30 HERODING23

解题思路：
这道题目的思路其实与1091题很像，都是从一个状态到另一个状态，如果能到最终状态则返回步数，如果所有状态都遍历了还是没有想要的状态，则返回-1，本题中，由于数组固定，不如换成一组连续的序列“123450”，此外要根据不同0位置所能交换的位置封装成数组（其实本质就是左右上下方向那样）。本题解题过程如下：

1. 构建方向数组；
2. 构建获取下一状态序列的函数；
3. 将初始数组转换成类似“123450”的形式；
4. 构建队列，步数，访问数组，并把初始位置放入队列中；
5. 对于同一步数的状态，统一进行遍历，判断是否是想要的状态，不是则把状态记录到访问数组中；
6. 所有状态都遍历过依然没有想要状态，返回-1。

代码如下：

class Solution {
private:
    vector<vector<int>> exchange = {{1, 3}, {0, 2, 4}, {1, 5}, {0, 4}, {1, 3, 5}, {2, 4}};
public:
    int slidingPuzzle(vector<vector<int>>& board) {
        string init;
        for(int i = 0; i < 2; i ++) {
            for(int j = 0; j < 3; j ++) {
                init += char(board[i][j] + '0');
            }
        }
        if(init == "123450") {
            return 0;
        }
        // 步数，状态队列，访问列表
        int step = 0;
        queue<string> q;
        unordered_set<string> visited = {init};
        q.push(init);
        while(!q.empty()) {
            step ++;
            int len = q.size();
            // 遍历同一步数的所有状态
            for(int i = 0; i < len; i ++) {
                string status = q.front();
                q.pop();
                // 获取所有下一状态
                vector<string> res = getStatus(status);
                for(auto& next_status : res) {
                    // 不能是经历过的状态
                    if(!visited.count(next_status)) {
                        if(next_status == "123450") {
                            return step;
                        }
                        q.push(next_status);
                        // move可以改善性能
                        visited.insert(move(next_status));
                    }
                }
            }
        } 
        return -1;
    }

    // 枚举status一次交换后所能获得的状态
    vector<string> getStatus(string& status) {
        vector<string> res;
        int index = status.find('0');
        for(int i : exchange[index]) {
            // 换一下
            swap(status[index], status[i]);
            res.push_back(status);
            // 换回来
            swap(status[index], status[i]);
        }
        return res;
    }
};