LeetCode[207]课程表

难度:Medium

题目:

你这个学期必须选修 numCourses 门课程,记为 0numCourses - 1

在选修某些课程之前需要一些先修课程。 先修课程按数组 prerequisites 给出,其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ,表示如果要学习课程 ai必须 先学习课程 bi

  • 例如,先修课程对 [0, 1] 表示:想要学习课程 0 ,你需要先完成课程 1

请你判断是否可能完成所有课程的学习?如果可以,返回 true ;否则,返回 false


示例 1:

复制代码
输入:numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
输出:true
解释:总共有 2 门课程。学习课程 1 之前,你需要完成课程 0 。这是可能的。

示例 2:

复制代码
输入:numCourses = 2, prerequisites = [[1,0],[0,1]]
输出:false
解释:总共有 2 门课程。学习课程 1 之前,你需要先完成​课程 0 ;并且学习课程 0 之前,你还应先完成课程 1 。这是不可能的。

提示:

  • 1 <= numCourses <= 2000
  • 0 <= prerequisites.length <= 5000
  • prerequisites[i].length == 2
  • 0 <= ai, bi < numCourses
  • prerequisites[i] 中的所有课程对 互不相同

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  • 深度优先搜索
  • 广度优先搜索
  • 拓扑排序

重点!!!解题思路

第一步:

明确解题手段:仔细读题,可发现要先完成前置课程,必须先完成后置课程,那么后置课程其实可以看做是前置课程的一个入度(indegree),只有当一个节点入度为0时,它才可以被学习,理解到这里就可以发现此题可使用拓扑排序来解决。

第二步:

拓扑排序思路:1.把原数组关系看作是一个图

2.需要一个能记录每个节点的入度的数组

3.需要一个二维集合来记录每个0入度节点对应的子节点

4.需要一个队列来将入度为0的节点添加到队列中去,每次出队的时候找到它们对应的子节点,并将子节点的入度-1,当子节点的入度为0就添加到队列中,继续判断

5.最后当出队数量与原数量一致,那么即为正确答案

源码+讲解:

java 复制代码
class Solution {
    public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        int[] indeg=new int[numCourses];  //这个数组:入度统计
        List<List<Integer>> g=new ArrayList<>();  //二维集合: 统计每个入度为0节点对应的子节点
        for (int i=0;i<numCourses;i++){  //首先初始化二维集合
            g.add(new ArrayList<>());
        }
        Queue<Integer> q=new ArrayDeque<>();  //创建一个队列用于计数操作
        for (int[] prerequisite : prerequisites) {
            indeg[prerequisite[0]]++;  //遍历给定二维数组,前置节点入度+1
            g.get(prerequisite[1]).add(prerequisite[0]);  //后置节点对应一个前置节点
        }
        for (int i=0;i<indeg.length;i++){  //将入度为0的节点添加到队列中去
            if (indeg[i]==0) q.offer(i);
        }
        while (!q.isEmpty()){  
            int pre = q.poll();  //每次弹出的都是一个入度为0的前置节点
            numCourses--;  //每弹出一个,相当于总节点数少一个,当numCourses为0时,才是答案
            for (Integer cur : g.get(pre)) {  //根据前置节点取出所有后置节点,并将每个后置节点入度-1,直到减为0
                if (--indeg[cur]==0) q.offer(cur);
            }
        }
        return numCourses==0;
    }
}

运行结果:

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