「这是我参与2022首次更文挑战的第13天,活动详情查看:2022首次更文挑战」
现在你总共有 numCourses 门课需要选,记为 0 到 numCourses - 1。给你一个数组 prerequisites ,其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ,表示在选修课程 ai 前 必须 先选修 bi 。
- 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:[0,1]。
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 任意一种 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: numCourses = 2, prerequisites = [[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: numCourses = 4, prerequisites = [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
输出: [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] 。
示例 3:
输入: numCourses = 1, prerequisites = []
输出: [0]
提示:
1 <= numCourses <= 20000 <= prerequisites.length <= numCourses * (numCourses - 1)prerequisites[i].length == 20 <= ai, bi < numCoursesai != bi- 所有
[ai, bi]互不相同
解题思路
在本题中,我们可以将课程之间的关系抽象成图,每一门课程有几个选修课程,入度就是几。
那么没有依赖的先修课程的课程入度就是 0,我们应该先学入度为 0 的课程,当整个课程学完的时候,需要把依赖于它的课程的入度 -1,这样当某个课程的所有先修课程学完了,它的入度就变成了 0,这其实就是图的拓扑排序的过程。
如果你对拓扑排序还不了解的话,可以看我之前的你真的懂排序吗?这篇文章,这里我们不再重复讲了。
而那些存在互相为先修课程的课程对,会在图中形成环,它们的入度无法变成 0,所以拓扑排序无法处理到它们。
所以我们可以将本题中的课程关系抽象成图进行拓扑排序,拓扑排序的过程就是学习课程的过程。当拓扑排序完成,排序结果数组中就保存了我们一种可能的学习课程的顺序。此时判断该数组长度是否等于 numCourses,如果相等,则可以学完所有课程,返回排序后的结果数组,否则没法学完所有课程,返回空数组即可。
动画演示
代码实现
var findOrder = function (numCourses, prerequisites) {
// 初始化 nums 数组记录每个课程的入度数量
const nums = Array(numCourses).fill(0),
// 初始化 map 数组记录课程间的依赖关系
map = Array(numCourses)
// 遍历输入数组,记录入度数量和课程间的依赖关系
for (let i = 0; i < prerequisites.length; i++) {
const [a, b] = prerequisites[i]
nums[a]++
if (map[b]) map[b].push(a)
else map[b] = [a]
}
// 初始化结果数组,保存学习课程的顺序
const res = [],
// 初始化中间队列为空数组
queue = []
// 遍历 nums 数组,将入度为 0 的课程首先放入队列
for (let i = 0; i < numCourses; i++) {
if (nums[i] === 0) queue.push(i)
}
// 当队列不为空的时候
while (queue.length) {
// 弹出队首的元素
const cur = queue.shift(),
// 获取依赖当前课程的课程列表
list = map[cur];
// 将当前课程放入结果数组
res.push(cur)
// 如果有依赖当前课程的课程,将它们的入度 -1
if (list) {
for (let i = 0; i < list.length; i++) {
nums[list[i]]--
// 如果某个课程的入度为 0,将其放入队列
if (nums[list[i]] === 0) queue.push(list[i])
}
}
}
// 如果学完课程的数量等于课程总数,返回学习课程的顺序,否则返回空数组
return res.length === numCourses ? res : []
}
至此我们就完成了 leetcode-210-课程表 II
如有任何问题或建议,欢迎留言讨论!👏🏻👏🏻👏🏻