题目:
你这个学期必须选修 numCourse 门课程,记为 0 到 numCourse-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,请你判断是否可能完成所有课程的学习?
示例 1:
输入: 2, [[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。所以这是可能的。
示例 2:
输入: 2, [[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。
提示:
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。
1 <= numCourses <= 10^5
解题思路:
这个题目可以转化成图的问题来解,需要引申一个图里的定义:拓扑排序。
给定一个包含 n 个节点的有向图 G,我们给出它的节点编号的一种排列,如果满足:
对于图 G 中的任意一条有向边 (u, v),u 在排列中都出现在 v 的前面。
我们可以将深度优先搜索的流程与拓扑排序的求解联系起来,用一个栈来存储所有已经搜索完成的节点。
对于一个节点 u,如果它的所有相邻节点都已经搜索完成,那么在搜索回溯到 u 的时候,u 本身也会变成一个已经搜索完成的节点。这里的「相邻节点」指的是从 u 出发通过一条有向边可以到达的所有节点。
假设我们当前搜索到了节点 u,如果它的所有相邻节点都已经搜索完成,那么这些节点都已经在栈中了,此时我们就可以把 u 入栈。可以发现,如果我们从栈顶往栈底的顺序看,由于 u 处于栈顶的位置,那么 u 出现在所有 u 的相邻节点的前面。因此对于 u 这个节点而言,它是满足拓扑排序的要求的。
这样以来,我们对图进行一遍深度优先搜索。当每个节点进行回溯的时候,我们把该节点放入栈中。最终从栈顶到栈底的序列就是一种拓扑排序。
代码:
说明:
本题题解参考LeetCode官方题解:https://leetcode-cn.com/problems/course-schedule/solution/ke-cheng-biao-by-leetcode-solution/
代码参考:https://leetcode-cn.com/problems/course-schedule/solution/zhe-ti-bu-da-hui-by-wu-chen-ge/