Java实现 蓝桥杯VIP 算法提高 密码锁

算法提高 题目 2 密码锁

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问题描述

　　你获得了一个据说是古代玛雅人制作的箱子。你非常想打开箱子看看里面有什么东西,但是不幸的是,正如所有故事里一样,神秘的箱子出现的时候总是会挂着神秘的锁。

　　这个锁上面看起来有 N 个数字,它们排成一排,并且每个数字都在 0 到 2 之间。你发现你可以通过锁上的机关来交换相邻两个数字的顺序。比如,如果原来有 5 个数字 02120,在一次交换以后你就可以得到 20120,01220,02210 或者 02102。

　　根据你所搜集的情报,这个锁在上面存在某连续四个数字是“2012”的时候会自动打开。现在,你需要计算一下,你至少需要进行多少次交换操作才能打开这把锁?

输入格式

　　输入数据的第一行有一个正整数 N。(4 ≤ N ≤ 13) 输入数据的第二行有 N 个数字 a1,a2, …, aN ,其中 ai 表示这个锁上面第 i 个数字的值,满足 0 ≤ ai ≤ 2。这些数字之间没有空格分隔。

输出格式

　　你只需要输出一个数字,即你至少需要的交换次数。如果无论如何都没有希望打开这把锁,输出 -1。

样例输入

5

02120

样例输出

1

对样例的解释

　　把前两个数字交换以后,锁上的数字是 20120,其中存在连续四个数字2, 0, 1, 2,因此锁会打开。

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;

public class 密码锁 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		int n = Integer.parseInt(sc.nextLine());
		String num = sc.nextLine();
		if (!num.contains("2") || !num.contains("0") || !num.contains("1")
				|| num.indexOf("2") == num.lastIndexOf("2")) {
			System.out.println(-1);
			return;
		}
		Queue<String> que = new LinkedList<String>();
		Set<String> hashSet = new HashSet<String>();
		que.add(num);
		int count = 0;
		while (!que.isEmpty()) {
			int size = que.size();
			for (int i = 0; i < size; i++) {
				String poll = que.poll();
				if (poll.contains("2012")) {
					System.out.println(count);
					return;
				}
				char[] arr = poll.toCharArray();
				for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
					swap(arr, j, j + 1);
					String valueOf = String.valueOf(arr);
					if (!hashSet.contains(valueOf)) {
						que.add(valueOf);
						hashSet.add(valueOf);
					}
					swap(arr, j, j + 1);
				}

			}
			count++;
		}
		System.out.println(-1);
	}

	private static void swap(char[] arr, int j, int i) {
		arr[j] = (char) (arr[j] ^ arr[i]);
		arr[i] = (char) (arr[i] ^ arr[j]);
		arr[j] = (char) (arr[j] ^ arr[i]);
	}

}