现在你总共有 n 门课需要选,记为 0 到 n-1。
在选修某些课程之前需要一些先修课程。 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他们: [0,1]
给定课程总量以及它们的先决条件,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: 2, [[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: 4, [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
输出: [0,1,2,3] or [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] 。
说明:
输入的先决条件是由边缘列表表示的图形,而不是邻接矩阵。详情请参见图的表示法。
你可以假定输入的先决条件中没有重复的边。
提示:
这个问题相当于查找一个循环是否存在于有向图中。如果存在循环,则不存在拓扑排序,因此不可能选取所有课程进行学习。
通过 DFS 进行拓扑排序 - 一个关于Coursera的精彩视频教程(21分钟),介绍拓扑排序的基本概念。
拓扑排序也可以通过 BFS 完成。
请先翻阅 LeetCode 课程表
这道题与上一题求解的问题一样,就是在返回的时候判断一下所以课程能不能学习完即可。
class Solution {
public:
vector<int> findOrder(int numCourses, vector<pair<int, int>>& prerequisites) {
vector<bool> flagCourse(numCourses, false);//flagCourse[i]用于标记i是否已学
vector<int> beforeNeedCourse(numCourses, 0);//beforeNeedCourse[i]用于记录学习i之前仍需要学的课程数(先决条件数)
vector<vector<int> > matrixCourse(numCourses, vector<int>(numCourses, 0));//用于保存课程矩阵,matrixCourse[i][j] ==1表示学习j之前必须先学习i
vector<int> learnCourseOrder;//用于存储学习课程的顺序
int prereqSize = prerequisites.size(), tempValue;
//遍历prerequisites,将所有的课程先决条件保存到矩阵,转换为矩阵中的弧
for (int i = 0; i < prereqSize; ++i) {
beforeNeedCourse[prerequisites[i].first] += 1;//课程i的先决条件数自增
matrixCourse[prerequisites[i].second][prerequisites[i].first] = 1;//转换为弧
}
queue<int> myQueue;//用于保存即将可以学习的课程序号
//首先遍历课程,将所有可以学的课程放入队列
for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
if (beforeNeedCourse[i] == 0) {//如果这门课程不需要先决条件
myQueue.push(i);
}
}
while (!myQueue.empty()) {
//获取队头进行学习
tempValue = myQueue.front();
myQueue.pop();
flagCourse[tempValue] = true;//标记已学
learnCourseOrder.push_back(tempValue);//放入已学顺序容器中
//将所有未学习,但是需要先学tempValue这个课程的单独先决条件去除
for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
//如果课程i需要学tempValue作为先决条件,且没有学习过
if (matrixCourse[tempValue][i] == 1 && flagCourse[i] == false) {
matrixCourse[tempValue][i] == 0;//去除这个先决条件
beforeNeedCourse[i] -= 1;//学习这门课程的先决条件数自减
//如果课程i的先决条件全部去除,说明可以学习了
if (beforeNeedCourse[i] == 0) {
myQueue.push(i);
}
}
}
}
if (learnCourseOrder.size() == numCourses){//如果学习顺序数目与需要学的课程相同,说明可以学习完
return learnCourseOrder;
}
else{//不能学习完
return {};
}
}
};