一.题目
二.思路讲解
2.1 思路讲解
本题要求从起始基因序列 start 通过最少次数的单字符突变，变为目标序列 end，且每次突变后的序列必须在基因库 bank 中。这本质上是一个 无权最短路径问题 ，适合用 广度优先搜索（BFS） 解决，因为 BFS 能保证第一次到达目标时所用的步数最少。
核心步骤：
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使用哈希表标记已访问状态 ：用一个
unordered_set<string> vis记录已经搜索过的基因序列，避免重复入队，防止死循环。 -
快速判断基因是否在库中 ：将基因库
bank存入unordered_set<string> hash，这样每次检查突变后的序列是否合法时，只需 O(1) 时间。 -
枚举所有可能的突变 ：对于当前序列的 每个位置 （共 8 个），将其字符分别替换为
'A'、'C'、'G'、'T'中的另外三种，生成所有可能的相邻序列。 -
BFS 层序遍历 ：将起点入队，并标记已访问。逐层处理：每一层开始时，步数加 1；遍历当前队列中的所有序列，对每个序列枚举所有突变，若突变后的序列存在于基因库且未被访问，则将其加入队列并标记。一旦遇到突变后的序列等于
end，立即返回当前步数。 -
若队列为空仍未找到，则返回 -1。
三.代码演示
cpp
class Solution {
public:
int minMutation(string startGene, string endGene, vector<string>& bank)
{
unordered_set<string> vis;//用来标记已经搜索过的状态
unordered_set<string>hash(bank.begin(),bank.end());//存储基因库里面的字符串
string change = "ACGT";
//如果开始和结束一样返回0
if(startGene == endGene) return 0;
//如果结束不在库里面那么就肯定变化不成功
if(!hash.count(endGene)) return -1;
queue<string> q;
q.push(startGene);
vis.insert(startGene);//标记一下
int ret = 0;//统计变化格式
while(q.size())
{
ret++;
int sz = q.size();
for(int f = 0;f < sz;f++)
{
string t = q.front();
q.pop();
for(int i = 0;i < 8;i++)
{
string tmp = t;//很重要
for(int j = 0;j < 4;j++)
{
tmp[i] = change[j];
//判断修改后的是否在库里面，且这个是第一次出现
if(hash.count(tmp) && !vis.count(tmp))
{
if(tmp == endGene) return ret;
q.push(tmp);
vis.insert(tmp);
}
}
}
}
}
return -1;
}
};四.代码讲解
一、数据结构与初始化
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vis：unordered_set<string>，用于记录已经搜索过的基因序列，避免重复访问，防止无限循环。 -
hash：unordered_set<string>，将基因库bank转换为哈希集合，便于 O(1) 判断一个序列是否在库中。 -
change：字符串"ACGT"，存储所有可能出现的字符，用于枚举突变时替换原字符。 -
边界判断 ：如果
startGene等于endGene，直接返回 0（无需变化）。如果endGene不在基因库中，则不可能通过合法突变得到，返回 -1。
二、BFS 队列初始化
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创建队列
queue<string> q，将起始基因startGene入队。 -
将
startGene插入vis集合，标记为已访问。 -
定义步数变量
ret = 0，用于记录当前 BFS 层数（即已经完成的突变次数）。
三、BFS 层序遍历过程
当队列不为空时，进行以下操作：
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进入新的一层 ：
ret++，表示即将探索的是距离起点ret步的基因序列。 -
记录当前层节点数 ：
int sz = q.size()，确保只处理当前层的节点。 -
遍历当前层所有节点：
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取出队头基因序列
t，并弹出队列。 -
对序列的每一个字符位置（共 8 个位置），尝试所有可能的突变：
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复制当前序列到
tmp（因为每个位置需要独立尝试不同的字符）。 -
对于
change中的每一个字符c，将tmp的该位置替换为c，得到新序列tmp。 -
检查新序列是否在基因库中（
hash.count(tmp)）且未被访问过（!vis.count(tmp)）。-
如果新序列就是目标
endGene，则直接返回ret（因为 BFS 第一次遇到目标时就是最短步数）。 -
否则，将新序列入队，并加入
vis集合标记已访问。
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继续下一层 ：当当前层的所有节点处理完毕后，回到循环开始，
ret++进入下一层。
四、BFS 结束与结果返回
- 如果 BFS 过程中从未遇到目标序列，则当队列为空时循环结束，返回 -1，表示无法通过合法突变得到
endGene。
五、关键细节
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BFS 的层序性质 ：BFS 按层扩散，第一次访问到目标序列时所经过的层数就是最少变化次数。因此，在扩展时一旦遇到
endGene立即返回当前步数。 -
避免重复访问 ：通过
vis集合记录已访问的序列，防止同一序列多次入队，保证 BFS 的收敛性。 -
枚举所有突变：每个位置的字符有 4 种可能，但原字符本身不需要再尝试（但是为了保证方便，且vis会把重复的扣住）
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复制字符串 ：
string tmp = t;必须在每次位置变化前复制，因为后续会对tmp进行修改，不能影响原始序列t。
五、流程图
