题目描述

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：

1. 每次转换只能改变一个字母。
2. 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。

来源，leetcode 每日一题 127. 单词接龙

例如：

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。

解题思路

1. 采用深度优先遍历或者广度优先遍历，当有一个词的时候，去寻找可能为它变换来的词是什么，然后迭代进行，当发现了target之后停止迭代，并且记录当前的变换长度，取最短的那个即可。
2. 但是这样的话，由遍历的范围，太广，容易造成时间超限的错误。所以采用优化建图的方式进行优化。具体地，我们可以创建虚拟节点。对于单词 hit，我们创建三个虚拟节点 it、ht、hi*，并让 hit 向这三个虚拟节点分别连一条边即可。如果一个单词能够转化为 hit，那么该单词必然会连接到这三个虚拟节点之一。对于每一个单词，我们枚举它连接到的虚拟节点，把该单词对应的 id 与这些虚拟节点对应的 id 相连即可。
3. 最后我们将起点加入队列开始广度优先搜索，当搜索到终点时，我们就找到了最短路径的长度。注意因为添加了虚拟节点，所以我们得到的距离为实际最短路径长度的两倍。同时我们并未计算起点对答案的贡献，所以我们应当返回距离的一半再加一的结果。

代码

class Solution {
public:
    unordered_map<string, int> wordId;
    vector<vector<int>> edge;
    int nodeNum = 0;
    void addWord(string& word) {
        if (!wordId.count(word)) {
            wordId[word] = nodeNum++;
            edge.emplace_back();
        }
    }
    void addEdge(string& word) {
        addWord(word);
        int id1 = wordId[word];
        for (char& it : word) {
            char tmp = it;
            it = '*';
            addWord(word);
            int id2 = wordId[word];
            edge[id1].push_back(id2);
            edge[id2].push_back(id1);
            it = tmp;
        }
    }
    int ladderLength(string beginWord, string endWord, vector<string>& wordList) {
        for (string& word : wordList) {
            addEdge(word);
        }
        addEdge(beginWord);
        if (!wordId.count(endWord)) {
            return 0;
        }
        vector<int> dis(nodeNum, INT_MAX);
        int beginId = wordId[beginWord], endId = wordId[endWord];
        dis[beginId] = 0;
        queue<int> que;
        que.push(beginId);
        while (!que.empty()) {
            int x = que.front();
            que.pop();
            if (x == endId) {
                return dis[endId] / 2 + 1;
            }
            for (int& it : edge[x]) {
                if (dis[it] == INT_MAX) {
                    dis[it] = dis[x] + 1;
                    que.push(it);
                }
            }
        }
        return 0;
    }
};