原题
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:
- 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。
- 你可以假定输入的先决条件中没有重复的边。
提示:
- 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。
- 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。
- 拓扑排序也可以通过 BFS 完成。
解法
思想
拓扑排序,可以使用DFS或BFS,使用BFS的思路是,先建立入度表,找到所有入度为0的点,将它们移除,移除后将它们指向的点入度减一,如此往复,直到移除所有入度为0的点,形成一个序列。
代码
class Solution {
public int[] findOrder(int numCourses, int[][] prerequisites) {
if (numCourses == 0) return new int[0];
int[] inDegrees = new int[numCourses];
// 建立入度表
for (int[] p : prerequisites) {
inDegrees[p[0]]++;
}
// 入度为0的节点队列
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < inDegrees.length; i++) {
if (inDegrees[i] == 0) queue.offer(i);
}
int count = 0; // 记录可以学完的课程数量
int[] res = new int[numCourses]; // 可以学完的课程
// 根据提供的先修课列表,删除入度为 0 的节点
while (!queue.isEmpty()){
int cur = queue.poll();
res[count++] = cur;
// 将指向的点的入度减一
for (int[] p : prerequisites) {
if (p[1] == cur){
inDegrees[p[0]]--;
// 如果入度减为0,进入队列
if (inDegrees[p[0]] == 0) queue.offer(p[0]);
}
}
}
if (count == numCourses) return res;
// 如果并没有学完所有的课程,可能是出现了环
return new int[0];
}
}
原创文章,作者:彭晨涛,如若转载,请注明出处:https://www.codetool.top/article/leetcode210-%e8%af%be%e7%a8%8b%e8%a1%a8ii/