算法学习(十一)拓扑排序

拓扑排序

1. 概念

  • 对一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)G进行拓扑排序,是将G中所有顶点排成一个线性序列,使得图中任意一对顶点u和v,若边<u,v>∈E(G),则u在线性序列中出现在v之前。通常,这样的线性序列称为满足拓扑次序(Topological Order)的序列,简称拓扑序列。
  • 简单的说,由某个集合上的一个偏序得到该集合上的一个全序,这个操作称之为拓扑排序。

过程:

markdown 复制代码
在一个有向图中,对所有的节点进行排序,要求没有一个节点指向它前面的节点。
先统计所有节点的入度,对于入度为0的节点就可以分离出来,然后把这个节点指向的节点的入度减一。
一直做改操作,直到所有的节点都被分离出来。
如果最后不存在入度为0的节点,但还存在节点,那就说明有环,不存在拓扑排序,也就是很多题目的无解的情况。

算法:

markdown 复制代码
第一种方式

是遍历整个图中的顶点,找出入度为0的顶点,然后标记删除该顶点,更新相关顶点的入度,由于图中有V个顶点,每次找出入度为0的顶点后会更新相关顶点的入度,因此下一次又要重新扫描图中所有的顶点。故时间复杂度为O(V^2)

问题:由于删除入度为0的顶点时,只会更新与它邻接的顶点的入度,即只会影响与之邻接的顶点。但是上面的方式却遍历了图中所有的顶点的入度。
第二种方式(更优的算法)

先将入度为0的顶点放在栈或者队列中。当队列不空时,删除一个顶点v,然后更新与顶点v邻接的顶点的入度。只要有一个顶点的入度降为0,则将之入队列。此时,拓扑排序就是顶点出队的顺序。该算法的时间复杂度为O(V+E)

2. 解题技巧(我的总结)

1> 拓扑排序

题目 说明 实现
210. 课程表 II 拓扑排序 我的提交
310. 最小高度树 拓扑排序 我的提交
684. 冗余连接 拓扑排序 我的提交

3. 更多练习

4. 参考

  1. 拓扑排序及算法实现
  2. 总库:tryHard
相关推荐
爱倒腾的老唐2 小时前
0、元器件——电阻
学习
sunshine22 girl3 小时前
Java学习七 Java 项目实战2-注册业务
java·学习
奋发向前wcx3 小时前
CSP-J复赛模拟赛4 王晨旭补题 2026.10.5
算法
sunshine22 girl4 小时前
Java学习七 Java 项目实战1-项目创建和主页面搭建
java·开发语言·学习
传奇开心果编程5 小时前
【SwiftUI提高练中学】第8课 网络层架构:拦截器、重试、缓存与离线优先
学习·macos·ui·ios·swiftui
一条破秋裤5 小时前
内核驱动的意义与课程学习规划
学习
念何架构之路5 小时前
zap采样器与性能优化内幕
算法·性能优化·哈希算法
Bug收容所6 小时前
学习LangChain day1
学习·langchain·llm·agent
传奇开心果编程6 小时前
【现代声明式UI学与练】第7课 组件通信——父传子、子传父、跨层级通信、状态提升与 Context
学习·flutter·react native·ui·swiftui·android jetpack
晒太羊的猫6 小时前
hot100动态规划刷题
算法·动态规划