4位转盘锁算法

你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为  '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。

锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。

列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。

字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出最小的旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1。
示例 1:

输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
输出：6
解释：可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。

示例 2:

输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
输出：1
解释：把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。

示例 3:

输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], target = "8888"
输出：-1
解释：无法旋转到目标数字且不被锁定。

示例 4:

输入: deadends = ["0000"], target = "8888"
输出：-1

提示：

1. 死亡列表 deadends 的长度范围为 [1, 500]。
2. 目标数字 target 不会在 deadends 之中。
3. 每个 deadends 和 target 中的字符串的数字会在 10,000 个可能的情况 '0000' 到 '9999' 中产生。

解答：

func openLock(_ deadends: [String], _ target: String) -> Int {
    
    func upOne(_ z: String, _ index: Int) -> String {
        var s = Array(z)
        if s[index] == "9" {
            s[index] = "0"
        } else {
            s[index] = Character(String(s[index].wholeNumberValue! + 1))
        }
        return String(s)
    }
    
    func downOne(_ z: String, _ index: Int) -> String {
        var s = Array(z)
        if s[index] == "0" {
            s[index] = "9"
        } else {
            s[index] = Character(String(s[index].wholeNumberValue! - 1))
        }
        return String(s)
    }
        
    func dfs(_ x: String) -> Int {
        var num = 0
        let deadendSet = Set<String>(deadends)
        var visitedSet = Set<String>()
        var queue: [String] = []
        queue.append("0000")
        while !queue.isEmpty {
            for _ in 0..<queue.count {
                let value = queue.removeFirst()
                if deadendSet.contains(value) {
                    continue
                }
                if value == target {
                    return num
                }
                
                for j in 0..<4 {
                    let vertex1 = downOne(value, j)
                    if !visitedSet.contains(vertex1) {
                        visitedSet.insert(vertex1)
                        queue.append(vertex1)
                    }
                    let vertex2 = upOne(value, j)
                    if !visitedSet.contains(vertex2) {
                        visitedSet.insert(vertex2)
                        queue.append(vertex2)
                    }
                }
            }
            num += 1
        }
        return -1
    }
    
    return dfs("0000")
}