Course Schedule II 课程表 II

现在你总共有 n 门课需要选,记为 0 到 n-1

在选修某些课程之前需要一些先修课程。 例如,想要学习课程 0 ,你需要先完成课程 1 ,我们用一个匹配来表示他们: [0,1]

给定课程总量以及它们的先决条件,返回你为了学完所有课程所安排的学习顺序。

可能会有多个正确的顺序,你只要返回一种就可以了。如果不可能完成所有课程,返回一个空数组。

示例 1:

输入: 2, [[1,0]] 
输出: [0,1]
解释: 总共有 2 门课程。要学习课程 1,你需要先完成课程 0。因此,正确的课程顺序为 [0,1] 。

示例 2:

输入: 4, [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
输出: [0,1,2,3] or [0,2,1,3]
解释: 总共有 4 门课程。要学习课程 3,你应该先完成课程 1 和课程 2。并且课程 1 和课程 2 都应该排在课程 0 之后。
     因此,一个正确的课程顺序是 [0,1,2,3]。另一个正确的排序是 [0,2,1,3]。

说明:

  1. 输入的先决条件是由边缘列表表示的图形,而不是邻接矩阵。详情请参见图的表示法
  2. 你可以假定输入的先决条件中没有重复的边。

提示:

  1. 这个问题相当于查找一个循环是否存在于有向图中。如果存在循环,则不存在拓扑排序,因此不可能选取所有课程进行学习。
  2. 通过 DFS 进行拓扑排序 - 一个关于Coursera的精彩视频教程(21分钟),介绍拓扑排序的基本概念。
  3. 拓扑排序也可以通过 BFS 完成。

思路:首先参考它的第一题:Course Schedule 课程表,思路基本不变,这里采用BFS的做法,只需要在过程中把入度为0的节点逐个累加到res中即可,如果在某一次循环中发现没有入度为0的节点,直接返回空数组(证明有环)。

参考代码:

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class Solution {
public:
vector<unordered_set<int>> make_graph(int numCourses, vector<pair<int, int>>& prerequisites) {
	vector<unordered_set<int>> graph(numCourses);
	for (auto item : prerequisites) {
		graph[item.second].insert(item.first);
	}
	return graph;
}
vector<int> calculate_indegree(vector<unordered_set<int>> &graph) {
	vector<int> indegree_node(graph.size());
	for (auto neibors : graph) {
		for (auto neibor : neibors) {
			indegree_node[neibor]++;
		}
	}
	return indegree_node;
}
vector<int> findOrder(int numCourses, vector<pair<int, int>>& prerequisites) {
	vector<unordered_set<int>> graph = make_graph(numCourses, prerequisites);
	vector<int> indegree_nodes = calculate_indegree(graph);
	vector<int> res;
	for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
		int j = 0;
		for (; j < numCourses; j++) {
			if (indegree_nodes[j] == 0) break;
		}
		if (j == numCourses) return {};
		indegree_nodes[j] = -1;
		res.push_back(j);
		for (auto neibor : graph[j]) {
			indegree_nodes[neibor]--;
		}
	}
	return res;
}
};

 

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