C++ 中的最小基因突变


假设我们有一个基因字符串。它可以用长度为 8 的字符串表示,该字符串由这些字母组成 [A, C, G, T]。现在考虑我们想要调查突变,其中一次突变实际上是基因字符串中一个字符的改变。例如,“AACCGTTT” 变为 “AACCGTTA” 就是 1 次突变。

我们还有一个给定的基因“库”,其中包含所有有效的基因突变。基因必须存在于库中才能使其成为有效的基因字符串。

现在假设我们给定三样东西 - 开始、结束、库,我们的任务是确定从“开始”突变到“结束”所需的最小突变次数。如果无法从开始转换到结束,则返回 -1。

因此,如果输入类似于 start = "AACCGGTT",end = "AAACGGTA",bank = ["AACCGGTA", "AACCGCTA", "AAACGGTA"],则输出将为 2。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • 定义一个函数 putStar(),它将接收 s,

  • 定义一个数组 ret

  • 对于初始化 i := 0,当 i ≪ s 的大小,更新(i 增加 1),执行:

    • temp := s 从 0 到 i-1 的子字符串连接 " * " + s 从索引 i + 1 到结尾的子字符串

    • 将 temp 插入到 ret 的末尾

  • 返回 ret

  • 从主方法执行以下操作:

  • 定义一个名为 graph 的映射。

  • 对于初始化 i := 0,当 i < bank 的大小,更新(i 增加 1),执行:

    • s := bank[i]

    • out = putStar(bank[i])

    • 对于初始化 j := 0,当 j < out 的大小,更新(j 增加 1),执行:

      • 将 s 插入到 graph[out[j]] 的末尾

  • 定义一个队列 q

  • 将 start 插入到 q 中

  • 定义一个集合 visited

  • 将 start 插入到 visited 中

  • 对于初始化 lvl := 1,当 q 不为空,更新(lvl 增加 1),执行:

    • sz := q 的大小

    • 当 sz 不为零,每次迭代减少 sz,执行:

      • node := q 的第一个元素

      • 从 q 中删除元素

      • out = putStar(node)

      • 对于初始化 i := 0,当 i < out 的大小,更新(i 增加 1),执行:

        • u := out[i]

        • 对于初始化 j := 0,当 j < graph[u] 的大小,更新(j 增加 1),执行:

          • v := graph[u, j]

          • 如果 v 在 visited 中,则退出循环

          • 如果 v 与 end 相同,则返回 lvl

          • 将 v 插入到 visited 中

          • 将 v 插入到 q 中

  • 返回 -1

让我们看看以下实现以更好地理解:

示例

 现场演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Solution {
   public:
   vector <string> putStar(string s){
      vector <string> ret;
      for(int i = 0; i < s.size(); i++){
         string temp = s.substr(0, i) + "*" + s.substr(i + 1);
         ret.push_back(temp);
      }
      return ret;
   }
   int minMutation(string start, string end, vector<string>& bank) {
      unordered_map < string, vector <string> > graph;
      for(int i = 0; i < bank.size(); i++){
         string s = bank[i];
         vector <string> out = putStar(bank[i]);
         for(int j = 0; j < out.size(); j++){
            graph[out[j]].push_back(s);
         }
      }
      queue <string> q;
      q.push(start);
      set <string> visited;
      visited.insert(start);
      for(int lvl = 1; !q.empty(); lvl++){
         int sz = q.size();
         while(sz--){
            string node = q.front();
            q.pop();
            vector <string> out = putStar(node);
            for(int i = 0; i < out.size(); i++){
               string u = out[i];
               for(int j = 0; j < graph[u].size(); j++){
                  string v = graph[u][j];
                  if(visited.count(v)) continue;
                  if(v == end) return lvl;
                  visited.insert(v);
                  q.push(v);
               }
            }
         }
      }
      return -1;
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<string> v = {"AACCGGTA", "AACCGCTA", "AAACGGTA"};
   cout << (ob.minMutation("AACCGGTT", "AAACGGTA", v));
}

输入

"AACCGGTT", "AAACGGTA", {"AACCGGTA", "AACCGCTA", "AAACGGTA"}

输出

2

更新于: 2020-06-05

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