LeetCode - #210 课程表 II

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前言

我们社区陆续会将顾毅(Netflix 增长黑客,《iOS 面试之道》作者,ACE 职业健身教练。)的 Swift 算法题题解整理为文字版以方便大家学习与阅读。

LeetCode 算法到目前我们已经更新到 209 期,我们会保持更新时间和进度(周一、周三、周五早上 9:00 发布),每期的内容不多,我们希望大家可以在上班路上阅读,长久积累会有很大提升。

不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海,Swift社区 伴你前行。如果大家有建议和意见欢迎在文末留言,我们会尽力满足大家的需求。

难度水平:中等

1. 描述

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

2. 示例

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 <= 2000
  • 0 <= prerequisites.length <= numCourses * (numCourses - 1)
  • prerequisites[i].length == 2
  • 0 <= ai, bi < numCourses
  • ai != bi
  • 所有 [ai, bi] 互不相同

3. 答案

class CourseScheduleII {
    func findOrder(_ numCourses: Int, _ prerequisites: [[Int]]) -> [Int] {
        var inDegrees = Array(repeating: 0, count: numCourses), fromTo = [Int: [Int]]()
        var coursesCouldTake = [Int](), queue = [Int]()
        
        // init graph
        for prerequisite in prerequisites {
            fromTo[prerequisite[1], default: []].append(prerequisite[0])
            inDegrees[prerequisite[0]] += 1
        }
        
        // BFS
        for course in 0..<numCourses {
            if inDegrees[course] == 0 {
                queue.append(course)
            }
        }
        
        while !queue.isEmpty {
            let currentCourse = queue.removeFirst()
            coursesCouldTake.append(currentCourse)
            
            guard let toCourses = fromTo[currentCourse] else {
                continue
            }
            
            toCourses.forEach { 
                inDegrees[$0] -= 1 
                
                if inDegrees[$0] == 0 {
                    queue.append($0)
                }
            }
        }
    
        return coursesCouldTake.count == numCourses ? coursesCouldTake : [Int]()
    }
}
  • 主要思想:拓扑排序,利用图的阶数和 BFS 来解决问题。
  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)

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