你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。

锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。

列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。

字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出最小的旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1。

示例 1:

输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
输出：6
解释：
可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。

示例 2:

输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
输出：1
解释：
把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。

示例 3:

输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], target = "8888"
输出：-1
解释：
无法旋转到目标数字且不被锁定。

示例 4:

输入: deadends = ["0000"], target = "8888"
输出：-1

提示：

死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
目标数字 target 不会在 deadends 之中。
每个 deadends 和 target 中的字符串的数字会在 10,000 个可能的情况 '0000' 到 '9999' 中产生。

思路

广度优先遍历

C++ Timeout

class Solution {
private:
    queue<string> que;
    int step;
    int stepArr[8][4] = {{0,0,0,1},{0,0,1,0},{0,1,0,0},{1,0,0,0},{0,0,0,-1},{0,0,-1,0},{0,-1,0,0},{-1,0,0,0}};//方向数组
    int visit[10][10][10][10];
    
public:
    int openLock(vector<string>& deadends, string target) {
        int len = deadends.size();
        for(int i=0;i<len;i++){
            int a = deadends[i].at(0) - '0';
            int b = deadends[i].at(1) - '0';
            int c = deadends[i].at(2) - '0';
            int d = deadends[i].at(3) - '0';
            visit[a][b][c][d] = 1;
        }
        step=0;
        que.push("0000");
        if(visit[0][0][0][0] == 1){
            return -1;
        }
        visit[0][0][0][0] = 1;
        
        while(!que.empty()){
            step+=1;
            int size = que.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                string cur = que.front();
                if(cur==target){
                    return step-1;
                }
                for(int j=0;j<8;j++){
                    int a = cur.at(0)-'0'+stepArr[j][0];
                    int b = cur.at(1)-'0'+stepArr[j][1];
                    int c = cur.at(2)-'0'+stepArr[j][2];
                    int d = cur.at(3)-'0'+stepArr[j][3];
                    if(a == -1){
                        a = 9;
                    }
                    if(b == -1){
                        b = 9;
                    }
                    if(c == -1){
                        c = 9;
                    }
                    if(d == -1){
                        d = 9;
                    }
                    if(a>9 || b>9 || c>9 || d>9){
                        continue;
                    }
                    string str = to_string(a)+to_string(b)+to_string(c)+to_string(d);
                    if(visit[a][b][c][d] == 0){
                        que.push(str);
                        visit[a][b][c][d] == 1;
                    }
                }
                que.pop();  
            }
            
        }
        return -1;
    }
};

java

class Solution {
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        HashSet<String> dead = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        String start="0000";
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(start);
        int step=0;
        if(dead.contains(target)||dead.contains("0000")) return -1;
        while(!queue.isEmpty()){
            int len = queue.size();
            for(int i = 0; i < len; i++) {
                String cur=queue.poll();
                if(target.equals(cur)){
                    return step;
                }
                List<String> nexts= getNexts(cur);
                for(String s:nexts){
                    if(!dead.contains(s)&&!visited.contains(s)){
                        visited.add(s);
                        queue.offer(s);
                    }
                }
            }
            step++;
        }
        return -1;
    }
    public List<String> getNexts(String cur){
        List<String> list = new ArrayList<>();
        
        for(int i=0;i<4;i++){
            StringBuilder curSb= new StringBuilder(cur);
            curSb.setCharAt(i,cur.charAt(i)=='0'?'9':(char)(cur.charAt(i)-1));
            list.add(curSb.toString());
            curSb.setCharAt(i,(char)cur.charAt(i)=='9'?'0':(char)(cur.charAt(i)+1));
            list.add(curSb.toString());
               
        }
        return list;
        
    }
}