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TangDou/AcWing/TwoWaySearch/190_Double_Bfs_YouHua_1.cpp

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+#include <bits/stdc++.h>
+
+using namespace std;
+const int INF = 0x3f3f3f3f;
+typedef unordered_map<string, int> MSI;
+
+//双向bfs a<->b
+//每次需要扩展出一层，不能只扩展出一个,时间复杂度可以优化  k^10-> k^5 *2
+//大概估计一下，如果单向容易超时，再改双向尝试。
+const int N = 6;
+int n;
+string a[N], b[N];
+// 功能：取出队头元素，进行n种规则扩展
+// q :需要扩展的队列
+// da:到起点的距离
+// db:到终点的距离
+// a :转换前的字符串
+// b :转换后的字符串
+//返回值：true false,本轮扩展，是否找到了最短步数
+int extend(queue<string> &q, MSI &da, MSI &db, string a[], string b[]) {
+    // 取出队头元素
+    string t = q.front();
+    q.pop();
+
+    for (int i = 0; i < t.size(); i++) // 出发串的每个字符
+        for (int j = 0; j < n; j++)    // 枚举规则
+            //如果t这个字符串的一段= 规则，比如= xyz，才可以替换
+            if (t.substr(i, a[j].size()) == a[j]) {
+                // 变换之后的结果r:前面不变的部分+ 变化的部分 + 后面不变的部分
+                // 比如abcd ，根据规则abc--> xu，变成 xud，这里的r就是xud
+                string r = t.substr(0, i) + b[j] + t.substr(i + a[j].size());
+                // r状态是否落到b里面去，两个方向会师，返回最小步数
+                if (db.count(r)) return da[t] + 1 + db[r];
+                // 如果该状态之前已扩展过，
+                if (da.count(r)) continue;
+                //没有扩展过，需要加入队列
+                da[r] = da[t] + 1;
+                q.push(r);
+            }
+    return -1;
+}
+
+// 从起点和终点来做bfs
+int bfs(string A, string B) {
+    if (A == B) return 0;
+    queue<string> qa, qb;              //两个方向的队列
+    MSI da, db;                        //每个状态到起点的距离da(哈希表)，每个状态到终点的距离db哈希表
+
+    // qa从起点开始搜，qb从终点开始搜
+    qa.push(A), da[A] = 0; // 起点A到起点的距离为0
+    qb.push(B), db[B] = 0; // 终点B到终点B的距离为0
+
+    int t;
+    while (qa.size() && qb.size()) {
+        // 哪个方向的队列的长度更小一些，空间更小一些，从该方向开始扩展，时间复杂度比较平滑,否则有1个点会超时
+        if (qa.size() <= qb.size())
+            t = extend(qa, da, db, a, b);
+        else
+            t = extend(qb, db, da, b, a); //以b为起点理解，那么da(终点),db(起点)的概念是需要转化的，同理规则也需要b,a转化
+
+        //扩展后找到最小步数就结束
+        if (t > 0) break;
+    }
+    return t;
+}
+
+int main() {
+    //加快读入
+    cin.tie(0), ios::sync_with_stdio(false);
+    string A, B;
+    cin >> A >> B;
+    // 读入扩展规则，分别存在a数组和b数组
+    // 本题没有给出规则的个数，需要我们用while(cin>>str)读取，vscode中以ctrl+z结束输入。
+    while (cin >> a[n] >> b[n]) n++; // n记录的是规则数
+
+    //双向宽搜
+    int ans = bfs(A, B);
+
+    if (ans ==-1)
+        puts("NO ANSWER!");
+    else //输出最小步数
+        printf("%d\n", ans);
+    return 0;
+}