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【Breadth-first Search 】752. Open the Lock

輸入:deadends 是指標終止狀態列表,target 是希望到達的指標狀態,初始化指標狀態是0000。
輸出:如果指標能夠到達target狀態,則變化的最少步驟是多少。如果不能到達target狀態,返回-1。
分析:指標的狀態有0000,0001,… 9999 ,1萬種狀態。可以看做是1萬個節點。
  每個狀態之間如果只有一個位置上的值有變化,則這兩個狀態之間有連線。例如節點0000,和1000,0100,0010,0001,9000,0900…等這些節點有聯絡。
  每個節點上的每一個位置有三種操作:減1,不變,加1。
  解決思路就是按照BFS的標準思路。先處理0000節點,接著處理與其相鄰的節點,再依次擴散出去。
  本題目很影響效率的地方是節點一個位置坐加1,建1的操作變化。
  直接操作字串,沒有問題,只是會慢。

//變換
                for(int j=0;j<4;j++){
                    int val = node.charAt(j)-48;
                    int newVal = (val==9?0:val+1);
                    int newVal1 = (val==0?9:val-1);
                    String newNode = node.substring(0,j)+newVal+node.substring(j+1);

                    if(!set.contains(newNode)){
                        queue.offer(newNode);
                        set.add(newNode);
                    }

                    String newNode1 = node.substring(0,j)+newVal1+node.substring(j+1);
                    if(!set.contains(newNode1)){
                        queue.offer(newNode1);
                        set.add(newNode1);
                    }
                }

還有一種思路是用二進位制來做。連結
   對於節點node=“1234”,先轉為int。這個int有效位數是16位。這個int是這樣的:
   0001 0010 0011 0100 ,依次表示1,2,3,4。
   如果需要將2變為3,則可以進行如下操作:

	    int mask = (1 << 4) - 1;
        int[] num = new int[]{
                  (nodeInt >> 12) & mask
                ,(nodeInt >> 8) & mask
                ,(nodeInt >> 4) & mask
                ,nodeInt & mask
        };
        num[1] +=1;
       int res = 0;
       for (int i = 0; i <4 ; i++) {
            res <<= 4;
            res |= num[i];
        }

先使用掩碼mask,把nodeInt的值分成4個值放到陣列中。接著修改某一位置的值。最後再通過移位,做異或操作成為新的狀態。這樣速度就快很多。
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