力扣题目链接[1]
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。
提示:
1 <= numCourses <= 10^5
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」思路:
这是一道经典的拓扑排序问题,而拓扑排序就是具有依赖关系的图。拓扑排序是针对有向无环图的。
因此本题的核心是怎么样判断一个图是有向无环图?
解题的思路是:
先初始化所有课程的入度为0,后续再动态修改。然后遍历二维数组,也就是课程的依赖关系,动态的更新相关课程的入度,以及使用哈希表存储节点的出度节点。
然后找出所有入度为0的课程,也就是可以直接学习,而不需要依赖其他课程的课程。并使用队列来存放可以直接学习的课程。然后依次弹出队头的课程,如果当前课程就是独立的,那么直接将课程数减一并继续下一轮迭代。如果当前课程不独立,有其他课程依赖当前课程,那么就将其他课程的入度减一,减完后如果发现课程是独立的,则放入队列等待后续处理。
这里使用队列其实就是广度优先遍历的思想,直到队列为空,则遍历完所有节点。最后判断是否学习完所有课程即可。
/**
* @param {number} numCourses
* @param {number[][]} prerequisites
* @return {boolean}
*/
var canFinish = function(numCourses, prerequisites) {
// 如果没有先决依赖,则可以独立学习,直接返回true
if (!prerequisites.length) return true;
// 初始化所有课程的入度为0
let inDegree = Array.from({ length: numCourses }).fill(0);
// 初始化哈希表,用来存放节点的出度节点
let map = new Map();
// 存放节点的出度节点
for (const [inD, outD] of prerequisites) {
inDegree[inD]++;
if (!map.has(outD)) map.set(outD, []);
map.set(outD, [...map.get(outD), inD]);
}
// 初始化队列,使用广度优先遍历,遍历入度为0课程
let queue = [];
// 首先将入度为0的课程放入队列
for (let i = 0; i < numCourses; i++) {
if (!inDegree[i]) queue.push(i);
}
while(queue.length) {
const item = queue.shift(); // 依次出队
numCourses--; // 课程减一
if (!map.has(item)) continue; // 如果当前课程是独立的,则继续下个节点遍历
for (const inD of map.get(item)) { // 学习完当前课程时
inDegree[inD]--; // 就将依赖该课程的入度减一
if (!inDegree[inD]) queue.push(inD); // 如果发现课程是独立的,则放入队列中
}
}
return numCourses === 0; // 判断是否可以学完所有课程
};
本题也是图的应用。难度系数中等。本题借助了哈希表存放节点的出度节点,借助队列来进行广度优先遍历,遍历入度为0的课程。
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力扣题目链接: https://leetcode-cn.com/problems/course-schedule/