单词接龙

问题陈述

给定两个单词（beginWord 和 endWord）和一个字典，找到从 beginWord 到 endWord 的最短转换序列的长度。转换需遵循如下规则：

每次转换只能改变一个字母。
转换过程中的中间单词必须是字典中的单词。
说明:

如果不存在这样的转换序列，返回 0。
所有单词具有相同的长度。
所有单词只由小写字母组成。
字典中不存在重复的单词。
你可以假设 beginWord 和 endWord 是非空的，且二者不相同。

输入:
beginWord = "hit",
endWord = "cog",
wordList = ["hot","dot","dog","lot","log","cog"]

输出: 5

解释: 一个最短转换序列是 "hit" -> "hot" -> "dot" -> "dog" -> "cog",
     返回它的长度 5。

思路分析

根据题意分析：已知开头和结尾词，从词集中找到类似词（具有两个相同字母）进行接龙。

1、如果词集中没有尾词，则直接返回0。

2、层序遍历。将首词加入队列，判断词集中是否有可以与之接龙的词。

class Solution {
    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        if(!wordList.contains(endWord)){
            return 0;
        }
        //访问过的不能再次使用，故设置visited数组。
        boolean[] visited=new boolean[wordList.size()];
        int idx=wordList.indexOf(beginWord);
        if(idx!=-1){
            visited[idx]=true;
        }
        //层序遍历
        Queue<String> queue=new LinkedList<>();
        queue.offer(beginWord);
        int count=0;
        while(!queue.isEmpty()){//此判断条件很必要。
            count++;
            int size=queue.size();
            while(size-->0){//每层的遍历
                String s1=queue.poll();
                for(int i=0;i<wordList.size();i++){
                    String s2=wordList.get(i);
                    if(visited[i]){
                        continue;
                    }
                    if(!canConvert(s1,s2)){
                        continue;
                    }
                    if(s2.equals(endWord)){
                        return count+1;
                    }
                    visited[i]=true;
                    queue.offer(s2);
                }
            }
        }
        return 0;
        
    }
    public boolean canConvert(String s1,String s2){
        int count=0;
        for(int i=0;i<s2.length();i++){
            if(s1.charAt(i)!=s2.charAt(i)){
                count++;
            }
            if(count>1){
                return false;
            }
        }
        return count==1;
    }
}

优化：上述方法符合一般流程但效率过低，考虑使用首尾BFS并优化比较过程。

class Solution {
    public int ladderLength(String beginWord, String endWord, List<String> wordList) {
        int end = wordList.indexOf(endWord);
        if (end == -1) {
            return 0;
        }
        wordList.add(beginWord);
        
        // 从两端BFS遍历要用的队列
        Queue<String> queue1 = new LinkedList<>();
        Queue<String> queue2 = new LinkedList<>();
        // 两端已经遍历过的节点
        Set<String> visited1 = new HashSet<>();
        Set<String> visited2 = new HashSet<>();
        queue1.offer(beginWord);
        queue2.offer(endWord);
        visited1.add(beginWord);
        visited2.add(endWord);
        
        int count = 0;
        Set<String> allWordSet = new HashSet<>(wordList);

        while (!queue1.isEmpty() && !queue2.isEmpty()) {
            count++;
            if (queue1.size() > queue2.size()) {
                Queue<String> tmp = queue1;
                queue1 = queue2;
                queue2 = tmp;
                Set<String> t = visited1;
                visited1 = visited2;
                visited2 = t;
            }
            int size1 = queue1.size();
            while (size1-- > 0) {
                String s = queue1.poll();
                char[] chars = s.toCharArray();
                for (int j = 0; j < s.length(); ++j) {
                    // 保存第j位的原始字符
                    char c0 = chars[j];
                    for (char c = 'a'; c <= 'z'; ++c) {
                        chars[j] = c;
                        String newString = new String(chars);
                        // 已经访问过了，跳过
                        if (visited1.contains(newString)) {
                            continue;
                        }
                        // 两端遍历相遇，结束遍历，返回count
                        if (visited2.contains(newString)) {
                            return count + 1;
                        }
                        // 如果单词在列表中存在，将其添加到队列，并标记为已访问
                        if (allWordSet.contains(newString)) {
                            queue1.offer(newString);
                            visited1.add(newString);
                        }
                    }
                    // 恢复第j位的原始字符
                    chars[j] = c0;
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}