【LeetCode】433. Minimum Genetic Mutation 解题报告(Python & C++)
作者: 负雪明烛
id: fuxuemingzhu
个人博客: http://fuxuemingzhu.cn/
题目地址: https://leetcode.com/problems/minimum-genetic-mutation/description/
题目描述
A gene string can be represented by an 8-character long string, with choices from "A", "C", "G", "T".
Suppose we need to investigate about a mutation (mutation from “start” to “end”), where ONE mutation is defined as ONE single character changed in the gene string.
For example, "AACCGGTT" -> "AACCGGTA" is 1 mutation.
Also, there is a given gene “bank”, which records all the valid gene mutations. A gene must be in the bank to make it a valid gene string.
Now, given 3 things - start, end, bank, your task is to determine what is the minimum number of mutations needed to mutate from “start” to “end”. If there is no such a mutation, return -1.
Note:
- Starting point is assumed to be valid, so it might not be included in the bank.
- If multiple mutations are needed, all mutations during in the sequence must be valid.
- You may assume start and end string is not the same.
Example 1:
start: "AACCGGTT"
end: "AACCGGTA"
bank: ["AACCGGTA"]
return: 1
Example 2:
start: "AACCGGTT"
end: "AAACGGTA"
bank: ["AACCGGTA", "AACCGCTA", "AAACGGTA"]
return: 2
Example 3:
start: "AAAAACCC"
end: "AACCCCCC"
bank: ["AAAACCCC", "AAACCCCC", "AACCCCCC"]
return: 3
题目大意
给出了一个起始基因,一个结束基因,问能不能通过变换,每次变化当前基因的一位,并且变化后的这个基因在基因库中的为有效基因,最后变换成为end。如果不可以的话,返回-1.
题目没有给出变换的过程,如果有问题的话,看127. Word Ladder这个类似题目。
解题方法
基本和127. Word Ladder一模一样的,只不过把26个搜索换成了4个搜索,所以代码只用改变搜索的范围,以及最后的返回值就行了。
很显然这个问题是BFS的问题,同样是走迷宫问题的4个方向,代码总体思路很简单,就是利用队列保存每个遍历的有效的字符串,然后对队列中的每个字符串再次遍历,保存每次遍历的长度即可。每个元素进队列的时候,保存了到达这个元素需要的步数,这样能省下遍历和记录当前bfs长度部分代码。
时间复杂度是O(NL),空间复杂度是O(N).其中N是Bank中的单词个数,L是基因的长度。
class Solution(object):
def minMutation(self, start, end, bank):
"""
:type start: str
:type end: str
:type bank: List[str]
:rtype: int
"""
bfs = collections.deque()
bfs.append((start, 0))
bankset = set(bank)
while bfs:
gene, step = bfs.popleft()
if gene == end:
return step
for i in range(len(gene)):
for x in "ACGT":
newGene = gene[:i] + x + gene[i+1:]
if newGene in bank and newGene != gene:
bfs.append((newGene, step + 1))
bank.remove(newGene)
return -1
C++代码如下:
class Solution {
public:
int minMutation(string start, string end, vector<string>& bank) {
queue<string> q;
const int N = start.size();
q.push(start);
int step = 0;
while (!q.empty()) {
int size = q.size();
for (int s = 0; s < size; s++) {
auto cur = q.front(); q.pop();
if (cur == end) {
return step;
}
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (char n : {'A', 'C', 'G', 'T'}) {
string next = cur.substr(0, i) + n + cur.substr(i + 1);
if (next == cur) continue;
for (auto it = bank.begin(); it < bank.end(); ++it) {
if (*it == next) {
q.push(next);
bank.erase(it);
break;
}
}
}
}
}
step += 1;
}
return -1;
}
};
参考资料:
http://www.cnblogs.com/grandyang/p/7653006.html
http://www.cnblogs.com/grandyang/p/4539768.html
日期
2018 年 9 月 29 日 —— 国庆9天长假第一天!
2018 年 12 月 28 日 —— 即将元旦假期
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