207. 课程表(中)

发布时间 2023-12-25 15:54:38作者: Frommoon

题目

  • 你这个学期必须选修 numCourses 门课程,记为 0 到 numCourses - 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 则 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:

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:

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。

题解:BFS

  • 利用有向无环图的入度。用一个字典存储节点(课程)和入度,每次将入度为0的加入队列,并且将后续课程的入度-1,每学完一门课就计数++。最后返回计数==课程数
class Solution:
    def canFinish(self, numCourses: int, prerequisites: List[List[int]]) -> bool:
        #用字典存储有向图
        edges = collections.defaultdict(list)
        #存储每个节点的入度
        indeg = [0] * numCourses
        result = 0
        # 初始化有向图的边和节点的入度
        for info in prerequisites:
            edges [info [1]].append(info[0])   # 将后续课程添加到前置课程的边列表中,建立了一个从前置课程指向后续课程的有向边。
            indeg [info[0]]+=1   # 每当一个课程作为后续课程出现时,它的入度就会加 1。
        # 创建一个双端队列,将入度为 0 的节点加入队列中
        q = collections.deque([u for u in range(numCourses) if indeg[u] == 0])
        # 进行拓扑排序的过程
        while q:
            u=q.popleft()  # 取出队列中的节点
            result += 1  # 学完一门课程,result +1
            # 遍历节点 u 的后续课程
            for v in edges [u]:
                indeg [v] -= 1# 将后续课程的入度 -1
                if indeg[v] == 0:# 如果后续课程的入度为 0,将其加入队列
                    q.append(v)
        return result == numCourses  # 判断是否完成了所有课程

210.课程表Ⅱ

  • 要求返回学习课程的顺序,其他条件同上

  • 只需要把上面的统计课程的result换成列表,学完一门课就加入到result列表中,最后返回result列表

class Solution:
    def findOrder(self, numCourses: int, prerequisites: List[List[int]]) -> List[int]:
        #用字典存储有向图
        edges = collections.defaultdict(list)
        #存储每个节点的入度
        indeg = [0] * numCourses
        result = list()
        # 初始化有向图的边和节点的入度
        for info in prerequisites:
            edges [info [1]].append(info[0])   # 将后续课程添加到前置课程的边列表中,建立了一个从前置课程指向后续课程的有向边。
            indeg [info[0]]+=1   # 每当一个课程作为后续课程出现时,它的入度就会加 1。
        # 创建一个双端队列,将入度为 0 的节点加入队列中
        q = collections.deque([u for u in range(numCourses) if indeg[u] == 0])
        # 进行拓扑排序的过程
        while q:
            u=q.popleft()  # 取出队列中的节点
            result.append(u)  # 学完一门课程,result +1
            # 遍历节点 u 的后续课程
            for v in edges [u]:
                indeg [v] -= 1  # 将后续课程的入度 -1
                if indeg[v] == 0:  # 如果后续课程的入度为 0,将其加入队列
                    q.append(v)
        if len(result) != numCourses:  # 如果结果列表中的课程数量不等于总课程数,说明无法完成所有课程
            result=list() # 将结果列表置空
        return result  # 判断是否完成了所有课程