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最小基因变化 · 交互式算法学习

每次改变一个字符且中间串必须在 bank 中，求最少变化次数。

#433 · 图的广度优先搜索

最小基因变化

Minimum Genetic Mutation

测试用例start = AACCGGTT, end = AAACGGTA

树 / 图3 个关键状态

进度 1 / 3速度

步骤 1前沿从起点与终点同时开始。step=0

双向 BFS

时间 O(B·L·4)空间 O(B)

从 start、end 同时扩展较小集合，前沿相交即得到最短路。

1function minMutation(start, end, bank) {2  const set = new Set(bank);3  if (!set.has(end)) return -1;4  let a = new Set([start]),5    b = new Set([end]),6    step = 0;7  while (a.size && b.size) {8    if (a.size > b.size)[a, b] = [b, a];9    const next = new Set();10    for (const s of a)11      for (let i = 0; i < s.length; i++)12        for (const c of 'ACGT') {13          const n = s.slice(0, i) + c + s.slice(i + 1);14          if (b.has(n)) return step + 1;15          if (set.delete(n)) next.add(n)16        }17    a = next;18    step++;19  }20  return -1;21}

多语言参考

Java · C++ · Go

来源 · CC BY-SA 4.0 ↗

这是一组同题正确实现，独立于上方当前动画方法；不同语言可能采用另一种正确策略。

1class Solution {2    public int minMutation(String startGene, String endGene, String[] bank) {3        Deque<String> q = new ArrayDeque<>();4        q.offer(startGene);5        Set<String> vis = new HashSet<>();6        vis.add(startGene);7        int depth = 0;8        while (!q.isEmpty()) {9            for (int m = q.size(); m > 0; --m) {10                String gene = q.poll();11                if (gene.equals(endGene)) {12                    return depth;13                }14                for (String next : bank) {15                    int c = 2;16                    for (int k = 0; k < 8 && c > 0; ++k) {17                        if (gene.charAt(k) != next.charAt(k)) {18                            --c;19                        }20                    }21                    if (c > 0 && !vis.contains(next)) {22                        q.offer(next);23                        vis.add(next);24                    }25                }26            }27            ++depth;28        }29        return -1;30    }31}

交互式算法学习

从执行步骤真正理解 LeetCode 经典 150

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AlgoViz Lab

最小基因变化 · 解法对比

AlgoViz Lab2026-07-112026-07-12

每次改变一个字符且中间串必须在 bank 中，求最少变化次数。

测试用例: start = AACCGGTT, end = AAACGGTA
题目分类: 图的广度优先搜索
解法对比: 2

方案 1

单向 BFS

每次枚举每个位置的 A/C/G/T 替换，合法未访问基因入队。

时间: O(B·L·4)
空间: O(B)

方案 2

双向 BFS

从 start、end 同时扩展较小集合，前沿相交即得到最短路。

时间: O(B·L·4)
空间: O(B)