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面试经典150题——图的广度优先搜索

news 来源：原创 2025/5/15 2:32:16

文章目录

  • 1、蛇梯棋
    • 1.1 题目链接
    • 1.2 题目描述
    • 1.3 解题代码
    • 1.4 解题思路
  • 2、最小基因变化
    • 2.1 题目链接
    • 2.2 题目描述
    • 2.3 解题代码
    • 2.4 解题思路
  • 3、单词接龙
    • 3.1 题目链接
    • 3.2 题目描述
    • 3.3 解题代码
    • 3.4 解题思路

1、蛇梯棋

1.1 题目链接

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1.2 题目描述

给你一个大小为 n x n 的整数矩阵 board ，方格按从 1 到 n2 编号，编号遵循 转行交替方式 ，从左下角开始 （即，从 board[n - 1][0] 开始）的每一行改变方向。

你一开始位于棋盘上的方格 1。每一回合，玩家需要从当前方格 curr 开始出发，按下述要求前进：

  • 选定目标方格 next ，目标方格的编号在范围 [curr + 1, min(curr + 6, n2)] 。
    该选择模拟了掷 六面体骰子 的情景，无论棋盘大小如何，玩家最多只能有 6 个目的地。
  • 传送玩家：如果目标方格 next 处存在蛇或梯子，那么玩家会传送到蛇或梯子的目的地。否则，玩家传送到目标方格 next 。
  • 当玩家到达编号 n2 的方格时，游戏结束。
    如果 board[r][c] != -1 ，位于 r 行 c 列的棋盘格中可能存在 “蛇” 或 “梯子”。那个蛇或梯子的目的地将会是 board[r][c]。编号为 1 和 n2 的方格不是任何蛇或梯子的起点。

注意，玩家在每次掷骰的前进过程中最多只能爬过蛇或梯子一次：就算目的地是另一条蛇或梯子的起点，玩家也 不能 继续移动。

  • 举个例子，假设棋盘是 [[-1,4],[-1,3]] ，第一次移动，玩家的目标方格是 2 。那么这个玩家将会顺着梯子到达方格 3 ，但 不能 顺着方格 3 上的梯子前往方格 4 。（简单来说，类似飞行棋，玩家掷出骰子点数后移动对应格数，遇到单向的路径（即梯子或蛇）可以直接跳到路径的终点，但如果多个路径首尾相连，也不能连续跳多个路径）

返回达到编号为 n2 的方格所需的最少掷骰次数，如果不可能，则返回 -1。

1.3 解题代码

class Solution {int[] getXY(int curr, int n){int x = (curr - 1) / n;int y = (curr - 1) % n;        int[] point = new int[2];point[0] = n - 1 - x;if((x & 1) == 1){point[1] = (n - 1) - y;} else{point[1] = y;}return point; }public int snakesAndLadders(int[][] board) {int n = board.length;int[] hash = new int[n * n + 1];int num = 0;Queue<Integer> q = new LinkedList<>();q.offer(1);hash[0] = 1;while(!q.isEmpty()){int len = q.size();num++;for(int i = 0; i < len; ++i){int curr = q.peek();q.poll();for(int j = 1; j <= 6; ++j){int next_curr = curr + j;if(next_curr > n * n){break;}int[] point = getXY(next_curr, n);int x = point[0];int y = point[1];if(board[x][y] != -1){// 如果存在梯子next_curr = board[x][y];          }if(next_curr == n * n){return num;}if(hash[next_curr] == 0){hash[next_curr] = 1;q.offer(next_curr);} }}}return -1;}
}

1.4 解题思路

  1. 使用广度优先搜索（哈希+队列）。
  2. 每次获取下一步所到的点，注意不能连续爬阶梯和蛇。

2、最小基因变化

2.1 题目链接

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2.2 题目描述

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。（变化后的基因必须位于基因库 bank 中）

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。

提示：

  • start.length == 8
  • end.length == 8
  • 0 <= bank.length <= 10
  • bank[i].length == 8
  • start、end 和 bank[i] 仅由字符 [‘A’, ‘C’, ‘G’, ‘T’] 组成

2.3 解题代码

class Solution {public int minMutation(String startGene, String endGene, String[] bank) {Map<String, Integer> vis = new HashMap<String, Integer>();Queue<String> q = new LinkedList<String>();q.offer(startGene);vis.put(startGene, 1);int num = 0;while(!q.isEmpty()){int len = q.size();for(int i = 0; i < len; ++i){String str = q.peek();if(str.equals(endGene)){return num;}q.poll();for(int j = 0; j < bank.length; ++j){int flag = 0;for(int k = 0; k < str.length(); ++k){if(str.charAt(k) != bank[j].charAt(k)){++flag;}}if(flag == 1){if(!vis.containsKey(bank[j])){vis.put(bank[j], 1); q.offer(bank[j]);}}}}++num;}return -1;        }
}

2.4 解题思路

  1. 使用广度优先搜索（哈希+队列）。
  2. 每一轮队列取出的基因都是经过相同次数变化出来的。
  3. 每次去查看当前队首的基因能否变成基因库里面的队列，如果能变成，则判断是否已经在前面的轮次已经变成了，如果没有变成，则将该基因放入队列中，并用哈希表标记其已经变成过了。
  4. 最后如果基因已经变成了最终的基因，则返回变的次数即可。

3、单词接龙

3.1 题目链接

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3.2 题目描述

字典 wordList 中从单词 beginWord 到 endWord 的 转换序列 是一个按下述规格形成的序列 beginWord -> s1 -> s2 -> … -> sk：

  • 每一对相邻的单词只差一个字母。
  • 对于 1 <= i <= k 时，每个 si 都在 wordList 中。注意， beginWord 不需要在 wordList 中。
  • sk == endWord

给你两个单词 beginWord 和 endWord 和一个字典 wordList ，返回 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 。

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

3.3 解题代码

class Solution {public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {Map<String, Integer> vis = new HashMap<String, Integer>();Queue<String> q = new LinkedList<String>();q.offer(beginWord);vis.put(beginWord, 1);int num = 1;while(!q.isEmpty()){int len = q.size();for(int i = 0; i < len; ++i){String str = q.peek();if(str.equals(endWord)){return num;}q.poll();for(int j = 0; j < wordList.size(); ++j){int flag = 0;for(int k = 0; k < str.length(); ++k){if(str.charAt(k) != wordList.get(j).charAt(k)){++flag;}}if(flag == 1){if(!vis.containsKey(wordList.get(j))){vis.put(wordList.get(j), 1); q.offer(wordList.get(j));}}}}++num;}return 0;        }
}

3.4 解题思路

  1. 使用与最小基因变化一样的代码足够通过。

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编程日记 2025/5/13 12:41:58

STM32 PWM驱动直流电机

接线图&#xff1a; 代码配置&#xff1a; 根据驱动舵机的代码来写&#xff0c;与舵机不同的是&#xff0c;这次的引脚接到了PA2上&#xff0c;所以需要改一下引脚以及改为OC3通道。 另外还需在配置两个GPIO引脚&#xff0c;来控制电机的旋转方向&#xff0c;这里连接到了PA4与…...

编程日记 2025/5/11 4:32:59

【Hadoop】Hadoop 概述

Hadoop 概述 Hadoop 是什么Hadoop 发展历史Hadoop 三大发行版本Hadoop 优势&#xff08;4 高&#xff09;Hadoop 组成&#xff08;面试重点&#xff09;HDFS 架构概述YARN 架构概述MapReduce 架构概述HDFS、YARN、MapReduce 三者关系 大数据技术生态体系 Hadoop 是什么 Hadoop…...

编程日记 2025/5/12 9:57:40

【仪器分析】FACTs-幅度

** 当然&#xff0c;这回是一篇没有插图的文章&#xff0c;但是有足够多的描述可以用来想象。 我拿这个系列当作前传试试水 引言。正弦信号可能会发生怎样的变化&#xff1f; ** 近日学FACTs&#xff0c;险些成为传函丁真&#xff0c; 如果从仪器角度考察正弦信号的测量&…...

编程日记 2025/5/14 17:59:24

deepseek R1的确不错，特别是深度思考模式

deepseek R1的确不错&#xff0c;特别是深度思考模式&#xff0c;每次都能自我反省改进。比如我让 它写文案&#xff1a; 【赛博朋克版程序员新春密码——2025我们来破局】 亲爱的代码骑士们&#xff1a; 当CtrlS的肌肉记忆遇上抢票插件&#xff0c;当Spring Boot的…...

编程日记 2025/5/14 0:24:55

Unity敌人逻辑笔记

写ai逻辑基本上都需要状态机。因为懒得手搓状态机&#xff0c;所以选择直接用动画状态机当逻辑状态机用。 架构设计 因为敌人的根节点已经有一个animator控制动画&#xff0c;只能增加一个子节点AI&#xff0c;给它加一个animator指向逻辑“动画”状态机。还有一个脚本&#…...

编程日记 2025/5/13 2:57:29

C++，STL 简介：历史、组成、优势

文章目录 引言一、STL 的历史STL 的核心组成三、STL 的核心优势四、结语进一步学习资源&#xff1a; 引言 C 是一门强大且灵活的编程语言&#xff0c;但其真正的魅力之一在于其标准库——尤其是标准模板库&#xff08;Standard Template Library, STL&#xff09;。STL 提供了…...

编程日记 2025/5/7 4:33:58

【事务管理】

目录 一. 介绍与操作二. Spring事务管理三. 事务四大特性 \quad 一. 介绍与操作 \quad \quad 二. Spring事务管理 \quad 推荐加在经常进行增删改的方法上 \quad 三. 事务四大特性 \quad ctrlaltt...

编程日记 2025/5/14 23:50:25