0433：最小基因变化（★）

力扣第 433 题

题目

基因序列可以表示为一条由 8 个字符组成的字符串，其中每个字符都是 'A'、'C'、'G' 和 'T' 之一。

假设我们需要调查从基因序列 start 变为 end 所发生的基因变化。一次基因变化就意味着这个基因序列中的一个字符发生了变化。

• 例如，"AACCGGTT" --> "AACCGGTA" 就是一次基因变化。

另有一个基因库 bank 记录了所有有效的基因变化，只有基因库中的基因才是有效的基因序列。（变化后的基因必须位于基因库 bank 中）

给你两个基因序列 start 和 end ，以及一个基因库 bank ，请你找出并返回能够使 start 变化为 end 所需的最少变化次数。如果无法完成此基因变化，返回 -1 。

注意：起始基因序列 start 默认是有效的，但是它并不一定会出现在基因库中。

示例 1：

输入：start = "AACCGGTT", end = "AACCGGTA", bank = ["AACCGGTA"]
输出：1

示例 2：

输入：start = "AACCGGTT", end = "AAACGGTA", bank = ["AACCGGTA","AACCGCTA","AAACGGTA"]
输出：2

示例 3：

输入：start = "AAAAACCC", end = "AACCCCCC", bank = ["AAAACCCC","AAACCCCC","AACCCCCC"]
输出：3

提示：

• start.length == 8
• end.length == 8
• 0 <= bank.length <= 10
• bank[i].length == 8
• start、end 和 bank[i] 仅由字符 ['A', 'C', 'G', 'T'] 组成

相似问题：

• 0127：单词接龙

分析

• 典型的 bfs，数据量较大时，可以类似 0127
  • 将单词的某一位改为 ‘.’ 作为单词的 key
  • 每个单词按所有的 key 存在哈希表中
  • 搜索时，取所有 key 对应的列表即可

解答

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class Solution:
    def minMutation(self, startGene: str, endGene: str, bank: List[str]) -> int:
        d = defaultdict(list)
        for w in bank:
            for i in range(len(w)):
                d[w[:i]+'*'+w[i+1:]].append(w)
        Q,vis = deque([(startGene,0)]), {startGene}
        while Q:
            u,w = Q.popleft()
            if u==endGene:
                return w
            for i in range(len(u)):
                for v in d[u[:i]+'*'+u[i+1:]]:
                    if v not in vis:
                        Q.append((v,w+1))
                        vis.add(v)
        return -1

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