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- 课程表 II
- 思路一
课程表 II
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]
思路一
function findOrder(numCourses, prerequisites) {// 构建邻接表const graph = new Array(numCourses).fill(null).map(() => []);const inDegree = new Array(numCourses).fill(0); // 记录每个课程的入度// 填充邻接表和计算入度prerequisites.forEach(([to, from]) => {graph[from].push(to);inDegree[to]++;});// 将所有入度为0的课程放入队列const queue = [];for (let i = 0; i < numCourses; i++) {if (inDegree[i] === 0) queue.push(i);}// 进行拓扑排序const order = []; // 存储结果while (queue.length > 0) {const currentCourse = queue.shift();order.push(currentCourse);// 更新相邻课程的入度,并将入度变为0的课程加入队列graph[currentCourse].forEach(neighbor => {inDegree[neighbor]--;if (inDegree[neighbor] === 0) queue.push(neighbor);});}// 检查是否存在环if (order.length === numCourses) {return order;} else {return []; // 存在环,无法完成所有课程}
}
讲解
这个问题可以通过拓扑排序来解决,拓扑排序是一种有向无环图(DAG)的线性排序,使得对于图中的每一条有向边 u -> v,节点 u 都出现在节点 v 之前。在这个问题中,课程可以被视为节点,而先修课程关系则是有向边。
- 构建邻接表:首先,我们需要根据prerequisites数组构建一个邻接表来表示课程之间的依赖关系。
- 计算入度:对于每个课程,计算有多少课程直接依赖于它,这个数量称为该课程的入度。
- 寻找入口节点:找到所有入度为0的课程,这些课程没有先修课程,可以作为开始学习的课程。
- 拓扑排序:从入度为0的课程开始,依次将其从图中移除,并更新相关课程的入度。每次移除一个课程时,它的后续课程的入度减1,如果某个课程的入度变为0,则将它加入到可选课程列表中。
- 检测环:如果在过程中没有出现新的入度为0的课程,但还有课程未被选择,则说明存在环,无法完成所有课程。