课程表 II

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210. 课程表 II - 力扣(LeetCode)

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 <= 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

思路

本题我们把课程作为节点,课程间的关系作为连线,本题就是求有向图的拓扑排序。拓扑排序可以用广度优先搜索深度优先搜索两种方式求解,下面介绍广度优先的方法。

我们首先遍历课程关系,计算出每门课程的入度,并用哈希表保存每门课程的后置课程。遍历所有入度为 0 的课程,这些课程没有前置课程,不依赖其他任何课程,保持到 courses 队列中,遍历队列中的课程,找出他们的后置课程,并把这些课程的入度-1,如果这些课程的入度变为了 0,把这个课程加入队列,就这样重复操作直到没有新课程加入队列。如果此时还有课程未加入队列,说明课程中存在循环依赖,无法修完所有课程。如果课程都加入了队列,那此时队列中课程的顺序就是课程的拓扑排序的一种。代码如下。

解题

/**
 * @param {number} numCourses
 * @param {number[][]} prerequisites
 * @return {number[]}
 */
var findOrder = function (numCourses, prerequisites) {
  const degs = Array(numCourses).fill(0);
  const map = new Map();
  for (let [a, b] of prerequisites) {
    degs[a]++;
    let set = map.get(b);
    if (!set) {
      map.set(b, (set = new Set()));
    }
    set.add(a);
  }
  let arr = [];
  let res = [];
  for (let i = 0; i < numCourses; i++) {
    if (degs[i] === 0) {
      arr.push(i);
    }
  }
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    res.push(arr[i]);
    let set = map.get(arr[i]);
    if (set) {
      for (let j of set) {
        degs[j]--;
        if (degs[j] === 0) {
          arr.push(j);
        }
      }
    }
  }
  return res.length === numCourses ? res : [];
};