LC433. 最小基因变化
基因序列可以表示为一条由 8 个字符组成的字符串，其中每个字符都是 'A'、'C'、'G' 和 'T' 之一。
假设我们需要调查从基因序列 start 变为 end 所发生的基因变化。一次基因变化就意味着这个基因序列中的一个字符发生了变化。
- 例如，"AACCGGTT" --> "AACCGGTA" 就是一次基因变化。
另有一个基因库 bank 记录了所有有效的基因变化，只有基因库中的基因才是有效的基因序列。
给你两个基因序列 start 和 end ，以及一个基因库 bank ，请你找出并返回能够使 start 变化为 end 所需的最少变化次数。如果无法完成此基因变化，返回 -1 。
注意：起始基因序列 start 默认是有效的，但是它并不一定会出现在基因库中。
输入：start = "AACCGGTT", end = "AAACGGTA", bank = ["AACCGGTA","AACCGCTA","AAACGGTA"]
输出：2
思路：双向 BFS
- 普通 BFS，从 start 开始，变化 start 的每个字符，同时判断变化好的 str 是否在 bank 中，时间复杂度过高。
- 双向 BFS，start 和 end 都分别进行 BFS
- 使用 queue 来存储 BFS 产生的新 str
- 每次都先判断两个 queue 的 size，从最小的开始 BFS，生成新的 queue
- 同时用一个 map 来记录是否被前、后 BFS 遍历过，如果都被遍历过，则直接输出当前的 step
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class Solution {
public:
int minMutation(string start, string end, vector<string>& bank) {
unordered_map<string, int> mp;
for (const auto & b : bank)
mp[b] = 0;
if (mp.count(end) == 0)
return -1;
queue<string> q1({start}), q2({end});
int step = 0;
const char table[4] = {'A', 'C', 'G', 'T'};
// mp 记录遍历过的状态，1 表示从前遍历，2 表示从后遍历
for (mp[start] |= 1, mp[end] |= 2; q1.size() && q2.size(); ++step) {
// 根据 queue 的大小判断从哪 BFS
bool first = q1.size() < q2.size();
queue<string> &q= first ? q1 : q2;
int flag = first ? 1 : 2;
for (int n = q.size(); n--; q.pop()) {
string& temp = q.front();
// 等于 3，表示前后都遍历过，直接返回结果
if (mp[temp] == 3)
return step;
// BFS 更改结果
for (int i = 0; i < temp.size(); i++) {
for (int j = 0; j < 4; j++) {
string s = temp;
if (s[i] == table[j])
continue;
s[i] = table[j];
if (mp.count(s) == 0 || mp[s] & flag)
continue;
mp[s] |= flag;
q.push(s);
}
}
}
}
return -1;
}
};
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